字谜递归Scala

Posted 2023-03-30

【中文标题】字谜递归Scala

【英文标题】：Anagram Recursion Scala

【发布时间】：2020-05-05 21:11:09

【问题描述】：

这是我试图为其编写代码的问题。

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考虑一个递归算法，它将两个字符串 s1 和 s2 作为输入，并检查这些字符串是否是彼此的字谜，因此如果所有字母前者包含在后者中出现的次数相同，反之亦然（即s2是s1的排列）。

例子：

如果 s1 = ”elevenplustwo” 和 s2 = “twelveplusone” 输出为真

如果 s1 = ”amina” 和 s2 = “minia” 输出为假

提示： 考虑 s1 的第一个字符 c = s1(0) 和 s1 的其余部分 r =s1.substring(1, s1.size)。对于 c 和 r，s2 必须（递归地）满足什么条件？

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这是我为解决这个问题而编写的一段代码。问题是当字符串中没有重复字符时，代码可以完美运行。例如，它适用于 amin 和 mina。但是，当有重复时，例如 amina 和 maina，则无法正常工作。

我该如何解决这个问题？

import scala.collection.mutable.ArrayBuffer

object Q32019 extends App 
def anagram(s1:String, s2:String, indexAr:ArrayBuffer[Int]):ArrayBuffer[Int]=

  if(s1=="")
    return indexAr
  
  else 
  val c=s1(0)
  val s=s1.substring(1,s1.length)
    val ss=s2
    var count=0
   for (i<-0 to s2.length-1) 
    if(s2(i)==c && !indexAr.contains(s2.indexOf(c))) 
      indexAr+=i
      
    

    anagram(s,s2,indexAr)
  
indexAr

  var a="amin"
  var b="mina"
  var c=ArrayBuffer[Int]()
  var d=anagram(a,b,c)
  println(d)
  var check=true
  var i=0
  while (i<a.length && check)
    if (d.contains(i) && a.length==b.length) check=true
    else check=false
    i+=1
  
  if (check) println("yes they are anagram")
  else println("no, they are not anagram")

【参考方案1】：

最简单的方法可能是对两个字符串进行排序并进行比较：

def areAnagram(str1: String, str2: String): Boolean =
  str1.sorted == str2.sorted

println(areAnagram("amina", "anima")) // true
println(areAnagram("abc", "bcc"))     // false

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另一种更“自然”。如果两个字符串每个字符的计数相同，则它们是字谜。 所以你制作两个Map[Char, Int] 并比较它们：

import scala.collection.mutable

def areAnagram(str1: String, str2: String): Boolean = 
  val map1 = mutable.Map.empty[Char, Int].withDefaultValue(0)
  val map2 = mutable.Map.empty[Char, Int].withDefaultValue(0)
  for (c <- str1) map1(c) += 1
  for (c <- str2) map2(c) += 1
  map1 == map2

如果您知道字符只是 ASCII 字符，则可能还有另一个版本的第二个解决方案 Arrays。 或者其他一些聪明的算法，IDK。

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EDIT：一种递归解决方案是从 str2 中删除 str1 的第一个字符。两个字符串的其余部分也必须是字谜。 例如。对于("amina", "niama")，首先你从两者中抛出一个a，然后你得到("mina", "nima")。根据定义，这两个字符串也必须是字谜。

def areAnagram(str1: String, str2: String): Boolean = 

  if (str1.length != str2.length) false
  else if (str1.isEmpty) true // end recursion
  else 
    val (c, r1) = str1.splitAt(1)
    val r2 = str2.replaceFirst(c, "") // remove c
    areAnagram(r1, r2)
  

【讨论】：

谢谢。当然排序和比较是最好的解决方案，但问题是我需要使用问题提供的提示，并且使用递归很重要。

@user12743563 我还添加了一个递归解决方案。 :D

【参考方案2】：

当你计算字谜时，你可以利用 XOR 运算的特性，即如果你对两个相同的数字进行异或运算，你会得到 0。

由于字符串中的字符本质上只是数字，因此您可以对两个字符串的所有字符进行异或运算，如果结果为 0，则这些字符串是字谜。

您可以使用循环遍历两个字符串，但如果您想使用递归，我建议您将字符串转换为字符列表。

列表允许在第一个元素（列表的头部）和其余元素（列表的尾部）之间进行有效拆分。所以解决方案是这样的：

将两个字符列表拆分为头部和尾部。 对从列表头部和先前结果中提取的字符进行异或运算。 将列表尾部和异或结果传递给下一个递归调用。

当我们到达列表的末尾时，我们只返回 true 是 xoring 的 case 结果为 0。

我们可以做的最后一个优化是在传递不同长度的字符串时使用 false 进行短循环（因为它们永远不可能是字谜）。

最终解决方案：

def anagram(a: String, b: String): Boolean = 

  //inner function doing recursion, annotation @tailrec makes sure function is tail-recursive
  @tailrec
  def go(a: List[Char], b: List[Char], acc: Int): Boolean =  //using additional parameter acc, allows us to use tail-recursion, which is safe for stack
    (a, b) match 
      case (x :: xs, y :: ys) => //operator :: splits list to head and tail
        go(xs, ys, acc ^ x ^ y) //because we changed string to lists of chars, we can now efficiently access heads (first elements) of lists
      //we get first characters of both lists, then call recursively go passing tails of lists and result of xoring accumulator with both characters
      case _ => acc == 0 //if result of xoring whole strings is 0, then both strings are anagrams
    
  

  if (a.length != b.length)  //we already know strings can't be anagrams, because they've got different size
    false
   else 
    go(a.toList, b.toList, 0)
  


anagram("twelveplusone", "elevenplustwo") //true
anagram("amina", "minia") //false

【参考方案3】：

我的建议：不要想太多。

def anagram(a: String, b: String): Boolean =
  if (a.isEmpty) b.isEmpty
  else b.contains(a(0)) && anagram(a.tail, b diff a(0).toString)