【模拟算法系列】详解5道题

本文讲解模拟算法系列的5道经典题，在讲解题目的同时提供AC代码，点击题目即可打开对应OJ链接

目录

模拟算法的介绍

1、替换所有的问号

2、提莫攻击

3、 Z 字形变换

4、外观数列

5、数青蛙

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模拟算法的介绍

题目中明确告诉你要干什么，思路简单，较考察代码能力

做题步骤：

• 模拟算法流程（自己一定要演示一下） 
• 把流程转换为代码

大部分的模拟题的优化方式都是通过找规律

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1、替换所有的问号

 算法思路：

从前往后遍历整个字符串，当出现问号时，枚举a~z字符替换，只要不跟前面或后面的字符相等即可，边界问题：若?为第一个字符，只判断后面即可，若?为最后一个字符，只判断前面即可

class Solution {
public:
    string modifyString(string s) {
        int n = s.size();
        for (int i = 0; i < n; i++)
        {
            if (s[i] == '?'){
                for (char ch = 'a'; ch <= 'z'; ch++)
                {   //如果为第一个位置或最后一个位置，则利用||不用判断前面或后面的字符
                    if ((i == 0 || ch != s[i - 1]) && (i == n - 1 || ch != s[i + 1]))
                    {
                        s[i] = ch;
                        break;
                    }
                }
            }
        }
        return s;
    }
};

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2、提莫攻击

 算法思路：

模拟+分情况讨论。
计算相邻两个时间点的差值：

• 如果差值大于等于中毒时间，说明上次中毒可以持续 duration 秒；
• 如果差值小于中毒时间，那么上次的中毒只能持续两者的差值
• 

class Solution {
public:
    int findPoisonedDuration(vector& timeSeries, int duration) {
        int ret = 0;
        for (int i = 1; i < timeSeries.size(); i++)
        {
            int x = timeSeries[i] - timeSeries[i - 1];
            if (x >= duration) ret += duration;
            else ret += x;
        }
        return ret + duration;//要把最后一个位置的中毒时间加上
    }
};

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3、 Z 字形变换

 分析题目：

解题思路：

 可以定义一个字符串用来保存结果，当遇到目标字符就利用string的+=来保存结果，所以我们只需知道需要保存的字符的顺序和位置即可

下面找规律按照①~④推得来：

class Solution {
public:
    string convert(string s, int numRows) {
        //处理边界情况【处理第一行时会死循环,报超出时间限制】
        if (numRows == 1) return s;

        string ret;//保存结果的字符串

        //1、处理第一行
        int d = 2 * numRows - 2, n = s.size();
        for (int i = 0; i < n; i += d) ret += s[i];

        //2、处理中间行
        for (int k = 1; k < numRows - 1; k++)//循环中间的每一行
        {
            for (int i = k, j = d - k; i < n || j < n; i += d, j += d)
            {   //两个元素哪个没走到头就加哪个
                if (i < n) ret += s[i];
                if (j < n) ret += s[j];
            }
        }

        //3、处理最后一行
        for (int i = numRows - 1; i < n; i += d) ret += s[i];

        return ret;
    }
};

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4、外观数列

 解题思路：

class Solution {
public:
    string countAndSay(int n) {
        string ret = "1";//初始状态
        
        for (int i = 1; i < n; i++) //进行n-1次即为答案
        {
            string tmp;//要用临时变量保存每次得到的结果，直接加到ret上就累积了，结果不对
            int len = ret.size();
            for (int left = 0, right = 0; right < len;)
            {
                while (right < len && ret[left] == ret[right]) right++;//找连续相同区域
                tmp += to_string(right - left) + ret[left];//利用to_string将整数转换为字符串
                left = right;
            }
            ret = tmp;//每次都更新下结果
        }
        return ret;
    }
};

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5、数青蛙

解题思路：模拟+哈希表

 注：最后模拟完后，哈希表中应该只有k位置有数，其他位置都应没数，如果有，则不符题意，即代码最后还要做一下判断

class Solution {
public:
    int minNumberOfFrogs(string croakOfFrogs) {
        string t = "croak";
        int n = t.size();
        vector hash(n); //数组模拟哈希表

        unordered_map index; //保存字符及其下标，方便找到字符
        for (int i = 0; i < n; i++) index[t[i]] = i;

        for (auto ch : croakOfFrogs)
        {
            if (ch == 'c')
            {
                if (hash[n - 1] != 0) hash[n - 1]--;
                hash[0]++;
            }
            else
            {
                int i = index[ch];//先获取该字符的下标
                if (hash[i - 1] == 0) return -1;//若前驱字符不存在
                hash[i - 1]--, hash[i]++;
            }
        }

        //判断除了k位置外，其他的位置若也有数，则说明不是croak的有效组合
        for (int i = 0; i < n - 1; i++) 
            if (hash[i] != 0) return -1;
        return hash[n - 1];//k位置出现几次，就至少几只青蛙
    }
};

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