【华为OD题库-006】五子棋迷-Java

题目

张兵和王武是五子棋一迷，工作之余经常切磋棋艺。这不，这会儿又下起来了。走了一会儿，轮张兵了，对着一条线思考起来了，这条线上的棋子分布如下
用数组表示: -1 0 1 1 1 0 1 0 1 1
棋子分布说明:
1.-1代表白子，0代表空位，1代表黑子
⒉数组长度L,满足1 你得帮他写一个程序，算出最有利的出子位置。最有利定义：
1.找到一个空位(0)，用棋子(1/-1)填充该位置，可以使得当前子的最大连续长度变大
2.如果存在多个位置，返回最靠近中间的较小的那个坐标;
3.如果不存在可行位置，直接返回-1
4.连续长度不能超过5个(五字棋约束)
输入描述:
第一行:当前出子颜色
第二行:当前的棋局状态
输出描述
1个整数，表示出子位置的数组下标
示例1
输入:
1
-1 0 1 1 1 0 1 0 1 -1 1
输出:
5
说明:
当前为黑子(1)，放置在下标为5的位置，黑子的最大连续长度，可以由3到5
示例2
输入:
-1
-1 0 1 1 1 0 1 0 1 -1 1
输出:
1
说明:
当前为白子，唯一可以放置的位置下标为1，白子的最大长度，由1变为2
示例3
输入:
1
0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0
输出:
5
说明:
可行的位置很多，5最接近中间的位置坐标

思路

根据题目描述，以示例一为例：
1
-1 0 1 1 1 0 1 0 1 -1 1
可以考虑以下步骤（假定输入的数组为grids）:

1. 计算初始状态下，grids中连续为1的个数（==> tag1），3个
2. 遍历棋盘grids，找到还未出子的位置（值为0），比如此处的grids[1]=0,假定在此处落子（grids[1]=1），那么从位置1开始计算的连续长度个数为4。（grids1~girds4。==> tag2），最大连续长度从3变成了4，记录此时的最大值cur_max_len=4,以及出子位置bestIdx=1
3. 找到下一个未出子位置，即grids[5]=0，假定在此处落子（grids[5]=1）,那么从5计算的连续长度为5（grids2~girds6），大于当前的cur_max_len，所以更新最大值及落子位置，cur_max_len=5，bestIdx=5；
4. 继续找下一个未出子位置，假定grids[7]=1,那么，这时候当前连续长度为3，小于最大值cur_max_len，所以舍弃。
5. 继续遍历，找不到新的落子位置了，结束。返回记录的bestIdx即可。

此外，根据题目2，3，4的约束条件，在步骤3中，当我们得到一个新的值，需用同时满足下面2个条件，才能更新最大值和最佳落子位置：

1. 得到新的连续长度比当前最大值还要大；或者新的连续长度和当前的最大值相等，但是新的位置更靠近中心
2. 新的连续长度不大于5

上面的步骤可以拆解出两个问题（tag1和tag2）：

问题1. 对于给定数组，怎么计算初始状态下某个值的最大连续长度？
1.1 直观方法：先找到第一个等于给定值的位置，再遍历此位置后面还有几个元素等于该值，得到一个连续长度；将不同的连续长度比较，得到最大连续长度。
1.2 滑动窗口法：比如计算，-1 0 1 1 1 0 1 0 1 -1 1中1重复次数，可以考虑以下滑动过程：
设窗口左右边界，i=0,j=0
遍历j，使j不断右移
当j位置不等于1或者[i，j]区间不全是1，i右移一格。
遍历结束后，得到的[i，j]区间就是最大连续长度，滑动图解如下：

.
问题2. 给定数组和给定索引，怎么计算索引周围的最大连续长度？比如上面步骤中grids[5]=1时，grids中连续为1的个数是多少？
答：grids[5]的前面有3个1，后面有一个1，如果把grids[5]变为1，那么一共就有5个1

题解

package hwod;

import java.util.Arrays;
import java.util.Scanner;

public class Gobang {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);

        int cur = sc.nextInt();
        sc.nextLine();
        String[] grids = sc.nextLine().split(" ");
        int[] gints = Arrays.stream(grids).mapToInt(Integer::parseInt).toArray();
        System.out.println(getBestIdx(gints, cur));
        System.out.println(getContinueCnt2(gints, cur));
    }


    private static int getBestIdx(int[] gints, int cur) {
        int len = gints.length;
        int origin_max_len = getContinueCnt(gints, cur);
        int bestIdx = -1, mid = len / 2;
        for (int i = 0; i < len; i++) {
            if (gints[i] == 0) {
                int start = i - 1, end = i + 1;
                while (start >= 0 && gints[start] == cur) start--;
                while (end < len && gints[end] == cur) end++;
                int cur_max_len = end - start - 1;
                if (cur_max_len <= 5 && (cur_max_len > origin_max_len || (cur_max_len == origin_max_len && Math.abs(i - mid) < Math.abs(bestIdx - mid)))) {
                    origin_max_len = cur_max_len;
                    bestIdx = i;
                }
            }
        }
        return bestIdx;
    }

    //-1 0 1 1 1 -1 1 -1 1 -1 1
    private static int getContinueCnt(int[] grids, int cur) {
        int ans = 0;
        for (int i = 0; i < grids.length; i++) {
            if (grids[i] == cur) {
                int j = i + 1;
                while (j < grids.length && grids[j] == cur) j++;
                ans = Math.max(ans, j - i);
                i = j;
            }
        }
        return ans;
    }

}

附滑动窗口求最大连续度的方法

    private static int getContinueCnt2(int[] grids, int cur) {
        int[] freq = new int[3]; //记录-1，0，1出现的次数
        int i = 0;
        for (int j = 0; j < grids.length; j++) {
            freq[grids[j] + 1]++;
            if (grids[j] != cur||j-i+1!=freq[cur+1]) {//右边遍历不是cur或者当前区间长度不等于cur出现的次数（即当前区间不全是cur，滑动窗口左边界右移）
                freq[grids[i] + 1]--;
                i++;
            }
        }
        return grids.length - i;
    }

测试用例

用例1
输入：
1
-1 0 1 1 1 0 1 1 0 -1 1
预期结果： 1
结果说明： 网上很多解法，该用例会输出5，但是位置5变为1时，最大连续长度为6，大于5，不满足题意；答案应该是1，此时最大连续长度为4

---

用例2
输入：
1
1 1 0 1 1 1 1 -1 1 0 1
预期结果：-1
结果说明： 该用例容易错误的输出9，但是题目要求落子后，可以使得当前子的最大连续长度变大，位置9变为1，包含9位置的最大连续长度为3，初始状态的最大连续度为4，并没有变大。因此应该不存在可行位置（位置2倒是能变大，但是那样最大连续长度超过了5，不合题意）

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