Leetcode 1177:构建回文串检测(超详细的解法!!!)

给你一个字符串 s,请你对 s 的子串进行检测。

每次检测,待检子串都可以表示为 queries[i] = [left, right, k]。我们可以 重新排列 子串 s[left], ..., s[right],并从中选择 最多 k 项替换成任何小写英文字母。

如果在上述检测过程中,子串可以变成回文形式的字符串,那么检测结果为 true,否则结果为 false

返回答案数组 answer[],其中 answer[i] 是第 i 个待检子串 queries[i] 的检测结果。

注意:在替换时,子串中的每个字母都必须作为 独立的 项进行计数,也就是说,如果 s[left..right] = "aaa"k = 2,我们只能替换其中的两个字母。(另外,任何检测都不会修改原始字符串 s,可以认为每次检测都是独立的)

示例:

输入:s = "abcda", queries = [[3,3,0],[1,2,0],[0,3,1],[0,3,2],[0,4,1]]
输出:[true,false,false,true,true]
解释:
queries[0] : 子串 = "d",回文。
queries[1] : 子串 = "bc",不是回文。
queries[2] : 子串 = "abcd",只替换 1 个字符是变不成回文串的。
queries[3] : 子串 = "abcd",可以变成回文的 "abba"。 也可以变成 "baab",先重新排序变成 "bacd",然后把 "cd" 替换为 "ab"。
queries[4] : 子串 = "abcda",可以变成回文的 "abcba"。 

提示:

  • 1 <= s.length, queries.length <= 10^5
  • 0 <= queries[i][0] <= queries[i][1] < s.length
  • 0 <= queries[i][2] <= s.length
  • s 中只有小写英文字母

解题思路

首先区间查询问题不难想到前缀和,由于这里需要统计字母,所有不难想到建立26前缀和数组。

接着思考替换回文字串的问题。这是一个找规律的问题,实际上最少的替换次数,就是将区间内所有字符出现的次数统计一遍,所有奇数次数的字符就是要替换的(因为偶数字符会两两匹配)。我们假设出现奇数次数的字符总共有n个,而我们只需要其中一个字符变成另一个,所以最后只需要n//2此变换。

class Solution:
    def canMakePaliQueries(self, s: str, queries: List[List[int]]) -> List[bool]:
        cnt = [[0] * 26]
        for i, v in enumerate(s):
            cnt.append(cnt[i][:])
            cnt[i+1][ord(v) - 97] += 1
            
        res = []
        for i, j, k in queries:
            res.append(sum((cnt[j+1][idx] - cnt[i][idx])&1 for idx in range(26))//2 <= k)
        return res  

这个问题还有一步优化,我们知道int类型有32位,那么我们只需一个int类型就可以存储26个字母表。而我们只需要知道最后字母出现的次数是奇数还是偶数,这显然可以通过异或来做。最后区间的字母数是奇数的个数就可以通过统计两个int数异或结果的汉明重量得到。这里涉及到的问题有

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class Solution:
    def canMakePaliQueries(self, s: str, queries: List[List[int]]) -> List[bool]:
        cnt = [0]
        for i, v in enumerate(s):
            cnt.append(cnt[i] ^ 1 << (ord(v) - 97))
        return [bin(cnt[j + 1] ^ cnt[i]).count('1') // 2 <= k for i, j, k in queries] 

我将该问题的其他语言版本添加到了我的GitHub Leetcode

如有问题,希望大家指出!!!

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