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91. 解码方法

地址: https://leetcode-cn.com/problems/decode-ways/

题目描述

一条包含字母 A-Z 的消息通过以下映射进行了 编码 :

'A' -> 1
'B' -> 2
...
'Z' -> 26

要 解码 已编码的消息,所有数字必须基于上述映射的方法,反向映射回字母(可能有多种方法)。例如,"11106" 可以映射为:

  • "AAJF" ,将消息分组为 (1 1 10 6)
  • "KJF" ,将消息分组为 (11 10 6)

注意,消息不能分组为 (1 11 06) ,因为 "06" 不能映射为 "F" ,这是由于 "6" 和 "06" 在映射中并不等价。 给你一个只含数字的 非空 字符串 s ,请计算并返回 解码 方法的 总数 。 题目数据保证答案肯定是一个 32 位 的整数。

示例 1:

输入:s = "12"
输出:2
解释:它可以解码为 "AB"(1 2)或者 "L"(12)。

示例 2:

输入:s = "226"
输出:3
解释:它可以解码为 "BZ" (2 26), "VF" (22 6), 或者 "BBF" (2 2 6) 。

示例 3:

输入:s = "0"
输出:0
解释:没有字符映射到以 0 开头的数字。
含有 0 的有效映射是 'J' -> "10" 和 'T'-> "20" 。
由于没有字符,因此没有有效的方法对此进行解码,因为所有数字都需要映射。

示例 4:

输入:s = "06"
输出:0
解释:"06" 不能映射到 "F" ,因为字符串含有前导 0("6" 和 "06" 在映射中并不等价)。

提示:

  • 1 <= s.length <= 100
  • s 只包含数字,并且可能包含前导零。

参考解法

解题思路: 这其实是一道字符串类的动态规划题,不难发现对于字符串 s 的某个位置 i 而言,我们只关心「位置 i 自己能否形成独立 item 」和「位置 i 能够与上一位置(i-1)能否形成 item」,而不关心 i-1 之前的位置。

有了以上分析,我们可以从前往后处理字符串 s,使用一个数组记录以字符串 s 的每一位作为结尾的解码方案数。即定义 f[i]为考虑前 i 个字符的解码方案数。

对于字符串 s 的任意位置 i 而言,其存在三种情况:

  • 只能由位置 i 的单独作为一个 item,设为 a,转移的前提是 a 的数值范围为 [1,9],转移逻辑为 f[i] = f[i - 1]。
  • 只能由位置 i 的与前一位置(i-1)共同作为一个 item,设为 b,转移的前提是 b 的数值范围为 [10,26],转移逻辑为 f[i] = f[i - 2]。
  • 位置 i 既能作为独立 item 也能与上一位置形成 item,转移逻辑为 f[i] = f[i - 1] + f[i - 2]。

因此,我们有如下转移方程: f[i]=f[i−1],1⩽a≤9 f[i]=f[i−2],10⩽b⩽26 f[i]=f[i−1]+f[i−2],1⩽a≤9,10⩽b⩽26 其他细节:由于题目存在前导零,而前导零属于无效 item。可以进行特判,但个人习惯往字符串头部追加空格作为哨兵,追加空格既可以避免讨论前导零,也能使下标从 1 开始,简化 f[i-1] 等负数下标的判断。

class Solution:
    def numDecodings(self, s: str) -> int:
        n = len(s)
        s = ' ' + s
        f = [0] * (n + 1)
        f[0] = 1
        for i in range(1,n + 1):
            a = ord(s[i]) - ord('0')
            b = ( ord(s[i - 1]) - ord('0') ) * 10 + ord(s[i]) - ord('0')
            if 1 <= a <= 9:
                f[i] = f[i - 1]
            if 10 <= b <= 26:
                f[i] += f[i - 2]
        return f[n]

时间复杂度:共有 n 个状态需要被转移。复杂度为 O(n)。 空间复杂度:O(n)。

优化算法

#不难发现,我们转移 f[i] 时只依赖 f[i-1] 和 f[i-2] 两个状态。
#因此我们可以采用与「滚动数组」类似的思路,只创建长度为 3 的数组,通过取余的方式来复用不再需要的下标。

class Solution:
    def numDecodings(self, s: str) -> int:
        n = len(s)
        s = ' ' + s
        f = [0] * 3
        f[0] = 1
        for i in range(1,n + 1):
            f[i % 3] = 0
            a = ord(s[i]) - ord('0')
            b = ( ord(s[i - 1]) - ord('0') ) * 10 + ord(s[i]) - ord('0')
            if 1 <= a <= 9:
                f[i % 3] = f[(i - 1) % 3]
            if 10 <= b <= 26:
                f[i % 3] += f[(i - 2) % 3]
        return f[n % 3]

时间复杂度:共有 n 个状态需要被转移。复杂度为 O(n)。 空间复杂度:O(1)。