LeetCode 面试题46. 把数字翻译成字符串 | Python
文章目录
- 面试题46. 把数字翻译成字符串
- 题目
- 解题思路
- 代码实现
- 实现结果
- 总结
面试题46. 把数字翻译成字符串
题目来源：力扣（LeetCode）https://leetcode-cn.com/problems/ba-shu-zi-fan-yi-cheng-zi-fu-chuan-lcof
题目
给定一个数字，我们按照如下规则把它翻译为字符串：0 翻译成 “a” ，1 翻译成 “b”，……，11 翻译成 “l”，……，25 翻译成 “z”。一个数字可能有多个翻译。请编程实现一个函数，用来计算一个数字有多少种不同的翻译方法。
示例 1:
输入: 12258
输出: 5
解释: 12258有5种不同的翻译，分别是"bccfi", "bwfi", "bczi", "mcfi"和"mzi"
提示：
- 0 <= num < 231
解题思路
思路：动态规划
先理清题意，题目中说明规则： 0 翻译成 “a”， 1 翻译成 “b”，…，25 翻译成 “z”。而且题目中也说明【一个数字可能有多个翻译】。那么这里就可以想到，当数字大于等于 10 小于等于 25 的时候，这部分的数字可以看出是两个单独数字组成，或者单独当成一个数字。
现在看示例 1：
输入: 12258
输出: 5
解释: 12258有5种不同的翻译，分别是"bccfi", "bwfi", "bczi", "mcfi"和"mzi"
看下面的解释中，我们可以看到：
- “bccfi” 这种情况就是将所有的数字单独翻译，即是
[1, 2 ,2, 5, 8] - 剩下的 4 个就是连续两位数字可考虑组合的情况
- [1, 22, 5, 8] 对应翻译的是 “bwfi”
- [1, 2, 25, 8] 对应翻译的是 “bczi”
- [12, 2, 5, 8] 对应翻译的是 “mcfi”
- [12, 25, 8] 对应翻译的是 “mzi”
在上面的示例中，‘58’ 这个组合是不成立的，我们知道组合的数字的范围应该落在 [10, 25] 之间。
那么也就是说，翻译的规则，在字符串的第 i 个位置中可以分为两种情况：
- 单独进行翻译
- 如果与 i - 1 位能够组合成数字且落在 [10, 25]，那么可以连起来翻译。
现在假设将题目给出的数字 num 第 i 个数字记为 x i x_i xi，例如示例中的 num = 12258，那么 x 1 x_1 x1 就是 1。
现在定义动态规划列表 dp，假设 dp[i] 为 x i x_i xi 结尾的数字的翻译方案。
按照前面得出的翻译规则总结出转移方程。
当 x i − 1 x_{i-1} xi−1 和 x i x_i xi 两个数字组合可被翻译时，这里就会有两种情况。单独翻译，或者组合翻译。也就是：
- 当组合翻译的时候， x i − 1 x i x_{i-1}x_i xi−1xi 组合确定，前面 i-2 个数的翻译方案为 dp[i-2]。
- 当单独翻译的时候， x i x_i xi 确定，前面 i-1 个数的翻译方案为 dp[i-1]。
- 也就是说当 x i − 1 x_{i-1} xi−1 和 x i x_i xi 两个数字组合可被翻译的时候，可由上述两种情况结合，最终 dp[i] = dp[i-2] + dp[i-1]。
如果 x i − 1 x_{i-1} xi−1 和 x i x_i xi 两个数字无法组合，那么就只能当成单个数字进行翻译。所以 dp[i] = dp[i-1]。
这里需要注意的可组合数字落在的区间是 [10, 25]，前面已经说明了，只有这种情况才能够成功组合被翻译。
还有一种情况，就是 x i − 1 x_{i-1} xi−1 为 0 的时候，这种情况可以会出现 00, 01, 02, ... 这样的组合数字。但是这种情况是不能够被翻译的。
所以最终的状态转移方程，以及具体落在的区间：
d p [ i ] = { d p [ i − 2 ] + d p [ i − 1 ] ， 10 x i − 1 + x i ∈ [ 10 , 25 ] d p [ i − 1 ] 10 x i − 1 + x i ∈ [ 0 , 10 ) ⋃ ( 25 , 99 ] dp[i] = \begin{cases} dp[i-2] + dp[i-1]， & 10x_{i-1} + x_i \in [10, 25] \\ dp[i-1] & 10x_{i-1} + x_i \in [0, 10) \bigcup (25, 99] \end{cases} dp[i]={dp[i−2]+dp[i−1]，dp[i−1]10xi−1+xi∈[10,25]10xi−1+xi∈[0,10)⋃(25,99]
注意，这里我们并不考虑三位数的组合
在这里，dp[i] 表示的是以 x i x_i xi 结尾的数字的翻译方案。当 i=0 和 i=1 的时候，表示的是【无数字】和【第一个数字】。这里都初始化为 1。（前面说明了 x 1 x_1 x1 表示的是第 1 个数字，如题目 12258 中的第一个数字 1。）
反向推导 dp[0] 的值，假设当出现两个数字能够组合且被翻译的情况下，例如
12，那么 dp[2] 显然是等于 2。要么以[1, 2]的形式，要么以[12]的形式进行翻译。
此时 dp[2] = dp[1] + dp[0] = 2，而 dp[1] 为 1，那么 dp[0] = 1。
而最终我们需要求得的结果就是 dp[n]，也就是题目中所需求的翻译方案（n 表示的是数字长度。）
在这里可以使用字符串截取的方法去实现，这里需要将数字下转换为字符串，缺点是字符串会占用一定的空间。这里采用字符串截取的方法来求解。还有一种方法是使用取模的方法（可考虑尝试）
具体的代码如下。
代码实现
class Solution:
def translateNum(self, num: int) -> int:
string = str(num)
n = len(string)
dp = [0] * (n+1)
dp[0]=1
dp[1]=1
for i in range(2, n + 1):
if "10" <= string[i-2:i] <="25":
dp[i] = dp[i-1] + dp[i-2]
else:
dp[i] = dp[i-1]
return dp[n]
实现结果
总结
- 本题使用的动态规划，先分析题意，找出翻译的规则。可以发现，当第 i 个数字被翻译的时候，可能出现两种情况：
- 单独翻译第 i 个位置的数字
- 当第 i 个位置的数字与第 i-1 位置的数字组合且可被翻译，那么可考虑组合进行翻译
- 根据上面的翻译规则，可以求得转移方程(具体参考上面的解析)：
- 当两个连续数字能够组合的情况下：dp[i] = dp[i-2]+dp[i-1]
- 否则：dp[i]=dp[i-1]
- 对动态规划列表进行初始化，确定最终求解的值为 dp[n]。