399. 除法求值

399. 除法求值

  • 题目-中等难度
  • 示例
  • 1. dfs

题目-中等难度

给你一个变量对数组 equations 和一个实数值数组 values 作为已知条件,其中 equations[i] = [Ai, Bi] 和 values[i] 共同表示等式 Ai / Bi = values[i] 。每个 Ai 或 Bi 是一个表示单个变量的字符串。

另有一些以数组 queries 表示的问题,其中 queries[j] = [Cj, Dj] 表示第 j 个问题,请你根据已知条件找出 Cj / Dj = ? 的结果作为答案。

返回 所有问题的答案 。如果存在某个无法确定的答案,则用 -1.0 替代这个答案。如果问题中出现了给定的已知条件中没有出现的字符串,也需要用 -1.0 替代这个答案。

注意:输入总是有效的。你可以假设除法运算中不会出现除数为 0 的情况,且不存在任何矛盾的结果。

注意:未在等式列表中出现的变量是未定义的,因此无法确定它们的答案。

示例

示例 1:

输入:equations = [[“a”,“b”],[“b”,“c”]], values = [2.0,3.0], queries = [[“a”,“c”],[“b”,“a”],[“a”,“e”],[“a”,“a”],[“x”,“x”]]
输出:[6.00000,0.50000,-1.00000,1.00000,-1.00000]
解释:
条件:a / b = 2.0, b / c = 3.0
问题:a / c = ?, b / a = ?, a / e = ?, a / a = ?, x / x = ?
结果:[6.0, 0.5, -1.0, 1.0, -1.0 ]
注意:x 是未定义的 => -1.0

示例 2:

输入:equations = [[“a”,“b”],[“b”,“c”],[“bc”,“cd”]], values = [1.5,2.5,5.0], queries = [[“a”,“c”],[“c”,“b”],[“bc”,“cd”],[“cd”,“bc”]]
输出:[3.75000,0.40000,5.00000,0.20000]

示例 3:

输入:equations = [[“a”,“b”]], values = [0.5], queries = [[“a”,“b”],[“b”,“a”],[“a”,“c”],[“x”,“y”]]
输出:[0.50000,2.00000,-1.00000,-1.00000]

提示:

  • 1 <= equations.length <= 20
  • equations[i].length == 2
  • 1 <= Ai.length, Bi.length <= 5
  • values.length == equations.length
  • 0.0 < values[i] <= 20.0
  • 1 <= queries.length <= 20
  • queries[i].length == 2
  • 1 <= Cj.length, Dj.length <= 5
  • Ai, Bi, Cj, Dj 由小写英文字母与数字组成

来源:力扣(LeetCode)
链接:https://leetcode.cn/problems/summary-ranges
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1. dfs

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class Solution:
    def calcEquation(self, equations: List[List[str]], values: List[float], queries: List[List[str]]) -> List[float]:
        # 创建字典用于存储已知字母的比值
        dic = defaultdict(float)
        # 使用enumerate或者zip存储对应的字母比到字典
        # 1. enumerate
        for n,(i,j) in enumerate(equations):
            # 如果equations列表内元素第一项存在于字典, 添加比值到内部字典
            if i in dic:
                dic[i][j] = values[n]
            # 如果不存在,则先创建内部字典
            else:
                dic[i] = {j:values[n]}
            # j同理
            if j in dic:
                dic[j][i] = 1/values[n]
            else:
                dic[j] = {i:1/values[n]}
        # 可以把其中的i看成是分子,j看成是分母,dic[i][j]相当于i/j
        # 2. zip
        # for (i,j),val in zip(equations,values):
        #     if i in dic:
        #         dic[i][j] = val
        #     else:
        #         dic[i] = {j:val}
        #     if j in dic:
        #         dic[j][i] = 1/val
        #     else:
        #         dic[j] = {i:1/val}
        
        # 递归算法求解
        def dfs(d,start,end,route,visited):
            # 如果end在d[start]中找到了, 那么直接返回当前字典的值,相当于分子i找到对应分母j,那么直接返回i/j
            if end in d[start]:
                # route用于累计递归的值例如i/j=2,但j并不在i中,而c在i中,但j又在c中
                # 那么它会先把route=2存储起来,在找到j的时候与c/j相乘
                return d[start][end]*route
            # 如果end不存在于d[start]中,相当于可能存在于start内元素中,因此进行遍历
            else:
                # 遍历d[start]
                for i in d[start]:
                    # 如果d[start]的元素不存在于已遍历列表中
                    if i not in visited:
                        # 获取返回值
                        # 其中d为查询的字典, i为新的start,end为最终要查找的分母
                        # route*d[start][i]是为了累积找到分母前的路径
                        # visited+[i]是将i添加到已遍历列表visited中
                        a = dfs(d,i,end,route*d[start][i],visited+[i])
                        # 如果 a不为-1的情况下返回最后的答案
                        if a != -1:
                            return a
                # 在d[start]没有元素可以遍历时, 返回-1
                return -1
        # 创建结果列表
        res = []
        # 遍历需要查询的内容
        for i,j in queries:
            # 如果两个字母都不存在于字典dic中, 直接返回-1
            if i not in dic or j not in dic:
                res.append(-1)
            # 如果两者相同, 证明分子分母相同, 直接返回1
            elif i == j:
                res.append(1)
            # 其他情况需要递归求解, route=1为初始倍率,同时要把i放入到已遍历列表
            else:
                res.append(dfs(dic,i,j,1,[i]))
        # 返回结果
        return res

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