LeetCode.1170-比较字符串中最小字符的出现频率(Compare Strings by Frequency of the Smallest Char)

Posted 2022-11-25 xiaochuan94

这是小川的第412次更新，第444篇原创

看题和准备

今天介绍的是LeetCode算法题中Easy级别的第263题（顺位题号是1170）。在一个非空字符串s上定义一个函数f(s)，该函数计算s中最小字符的出现频率。例如，如果s ="dcce"，则f(s)= 2，因为最小字符为"c"，其频率为2。

现在，给定字符串数组queries和words，返回一个整数数组answer，
其中每个answer[i]是使得f(queries[i]) < f(W)的单词数量，其中W是words中的单词。

例如：

输入：queries = ["cbd"], words = ["zaaaz"]
输出：[1]
说明：在第一个查询中，我们有f("cbd")= 1，f("zaaaz")= 3，因此f("cbd")<f("zaaaz")。

输入：queries = ["bbb","cc"], words = ["a","aa","aaa","aaaa"]
输出：[1,2]
说明：在第一个查询中，仅f("bbb")<f("aaaa")，所以answer[0] = 1。
在第二个查询中，f("cc")<f("aaa")，f("cc")<f("aaaa")，所以answer[1] = 2。

注意：

• 1 <= queries.length <= 2000
• 1 <= words.length <= 2000
• 1 <= queries[i].length，words[i].length <= 10
• queries[i][j]，words[i][j]是英文小写字母。
  
  

第一种解法

题目的意思是要求在words中，找出最小字符出现次数小于queries中字符串最小字符出现次数的单词个数，最后以queries的长度作为int数组返回。

因此，我们直接翻译题目即可，使用两层循环，外层循环遍历queries中的字符串，找到queries[i]中最小字符的出现次数，接着遍历words中的单词，比较两个最小字符出现次数，如果queries中的比较小，就计数，内层循环结束后，将计数结果添加到answer数组中，最后返回。

public int[] numSmallerByFrequency(String[] queries, String[] words) 
    int len = queries.length, len2 = words.length;
    int[] result = new int[len];
    for (int i=0; i<len; i++) 
        int query = minFrequency(queries[i]);
        int count = 0;
        for (int j=0; j<len2; j++) 
            int word = minFrequency(words[j]);
            if (query < word) 
                count++;
            
        
        result[i] = count;
    
    return result;


/**
 * 找到字符串中的最小字符的出现次数
 * @param s
 * @return
 */
public int minFrequency(String s) 
    int[] arr = new int[26];
    int count = 0;
    for (int i=0; i<s.length(); i++) 
        arr[s.charAt(i)-'a']++;
    
    for (int j=0; j<26; j++) 
        if (arr[j] != 0) 
            count = arr[j];
            break;
        
    
    return count;

第二种解法

针对第一种解法中，在内层循环多次计算words中单词的最小字符出现次数，我们可以抽到循环外面处理。先将每个单词的最小字符出现次数都算出来，存入一个长度和words相同的int数组中，在内层循环中，就可以直接遍历这个int数组了，而不用每个全部重新算一遍。

public int[] numSmallerByFrequency2(String[] queries, String[] words) 
    int len = queries.length, len2 = words.length;
    int[] wordFreq = new int[len2];
    for (int j=0; j<len2; j++) 
        wordFreq[j] = minFrequency(words[j]);
    
    int[] result = new int[len];
    for (int i=0; i<len; i++) 
        int query = minFrequency(queries[i]);
        int count = 0;
        for (int j=0; j<len2; j++) 
            if (query < wordFreq[j]) 
                count++;
            
        
        result[i] = count;
    
    return result;


/**
 * 找到字符串中的最小字符的出现次数
 * @param s
 * @return
 */
public int minFrequency(String s) 
    int[] arr = new int[26];
    int count = 0;
    for (int i=0; i<s.length(); i++) 
        arr[s.charAt(i)-'a']++;
    
    for (int j=0; j<26; j++) 
        if (arr[j] != 0) 
            count = arr[j];
            break;
        
    
    return count;

第三种解法

对于前面两种解法，我们还能再简化下吗？比如，将两层循环变成一层循环？要想变一层循环，那么在计算queries中的字符串时，就需要一次拿到结果，不使用循环，也就是说像在数组中取值一样。

我们先来观察下第二个例子。在处理完words中的单词时，会得到一个数组wordFreq，在此基础上再做下变化，做计数处理，将最小字符出现次数作为新数组的索引，再来累计次数，就会得到下面四个：

count[4] = 1; //"aaaa"代表的单词
count[3] = 1; //"aaa"代表的单词
count[2] = 1; //"aa"代表的单词
count[1] = 1; //"a"代表的单词

再来观察下queries数组，字符串"bbb"和"cc"，去和words中的单词比较时，会有以下规律：

大于"bbb"的有1位，记为arr[3] = 1
大于"cc"的有2位，记为arr[2] = 2

如果接着往下写：

大于1的有3位，arr[1] = 3
大于0的有4位，arr[0] = 4

我们发现，以queries中的字符串最小字符出现次数为索引的arr数组，其实就是上面count数组的倒序元素累加之和：

arr[3] = count[4] = 1;
arr[2] = arr[3] + count[3] = 1+1 = 2

即：

arr[i-1] = arr[i]+count[i];

分析出来这其中的原理后，剩下就是将代码写出来了，此解法比前面两种解法速度上快很多。

public int[] numSmallerByFrequency3(String[] queries, String[] words) 
    int len = queries.length;
    int[] wordFreq = new int[11];
    for (String word : words) 
        wordFreq[minFrequency(word)]++;
    
    int[] sum = new int[11];
    for (int i=sum.length-1; i>0; i--) 
        sum[i-1] = sum[i]+wordFreq[i];
    
    int[] result = new int[len];
    for (int i=0; i<len; i++) 
        result[i] = sum[minFrequency(queries[i])];
    
    return result;


/**
 * 找到字符串中的最小字符的出现次数
 * @param s
 * @return
 */
public int minFrequency(String s) 
    int[] arr = new int[26];
    int count = 0;
    for (int i=0; i<s.length(); i++) 
        arr[s.charAt(i)-'a']++;
    
    for (int j=0; j<26; j++) 
        if (arr[j] != 0) 
            count = arr[j];
            break;
        
    
    return count;

小结

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