每天一道LeetCode Day16:交换字符串中的元素

题目

给你一个字符串 s,以及该字符串中的一些「索引对」数组 pairs,其中 pairs[i] = [a, b] 表示字符串中的两个索引(编号从 0 开始)。

你可以 任意多次交换 在 pairs 中任意一对索引处的字符。

返回在经过若干次交换后,s 可以变成的按字典序最小的字符串。

示例 1:

输入:s = “dcab”, pairs = [[0,3],[1,2]]
输出:“bacd”
解释:
交换 s[0] 和 s[3], s = “bcad”
交换 s[1] 和 s[2], s = “bacd”
示例 2:

输入:s = “dcab”, pairs = [[0,3],[1,2],[0,2]]
输出:“abcd”
解释:
交换 s[0] 和 s[3], s = “bcad”
交换 s[0] 和 s[2], s = “acbd”
交换 s[1] 和 s[2], s = “abcd”
示例 3:

输入:s = “cba”, pairs = [[0,1],[1,2]]
输出:“abc”
解释:
交换 s[0] 和 s[1], s = “bca”
交换 s[1] 和 s[2], s = “bac”
交换 s[0] 和 s[1], s = “abc”

来源:力扣(LeetCode)
链接:https://leetcode-cn.com/problems/smallest-string-with-swaps
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这一题想了半天没有思路:看了题解,这里再梳理一下。

  • 并查集
  • 每天一道LeetCode Day16:交换字符串中的元素
    在两个pair中,如果有相同的数字,我们可以认为他们是一伙的,比如[0,1]和[1,2]。

举个例子
s=“abcdefg”
[[0,2],[1,3],[2,5],[4,6],[3,4]]
如上面的图,这里我们可以将其分为两个帮派:(0,2,5)和(1,3,4,6)

public String smallestStringWithSwaps(String s, List<List<Integer>> pairs) {
        int length = s.length();
        int[] p = new int[length];
        //并查集数组初始化,每个元素都是自己的父节点
        for (int i = 0; i < length; i++){
            p[i] = i;
        }
        //pairs数组中合并,看成一个集合
        for (List<Integer> pair : pairs){
            union(pair.get(0), pair.get(1), p);
        }
        //建立集合和优先队列对应哈希表
        HashMap<Integer, PriorityQueue<Character>> map = new HashMap<>();
        //对于每一个字符串下标i,首先找到它对应的集合(父节点),
        //并且建立对应的优先队列,并把S[i]字符储存进优先队列
        for (int i = 0; i < length; i++){
            int cur = find(i, p);
            if (!map.containsKey(cur)){
                map.put(cur, new PriorityQueue<>());
            }
            map.get(cur).offer(s.charAt(i));
        }
        //建立字符串,把对应下标所在集合对应的优先队列中的char一个个加入字符串中
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        for (int i = 0; i < length; i++){
            sb.append(map.get(find(i, p)).poll());
        }
        return sb.toString();

    }
    public int find(int x, int[] p){
        if (p[x] != x){
            p[x] = find(p[x], p);
        }
        return p[x];
    }
    public void union(int x, int y, int[] p){
        int px = find(x, p);
        int py = find(y, p);
        if (px != py){
            p[px] = py;
        }
    }

初识并查集

  • 问题引入:修路
    首先在地图上给若干城镇,然后告诉你有哪些城镇之间是有道路连接的。
    那么问题来了,最少需要修几条道路才能将所有的村庄连接起来?

  • 问题抽象 :图论中的连通集。
    城镇----》点
    道路----》连接点之间的线
    修路:求图中有几个连通集。
    如果是一个,则不需要新建道路;
    如果是两个,那么至少需要修一条,即:两个连通集中,各挑一个点,这两点之间修一条路即可。
    依次类推…

  • 什么是并查集?
    并查集有两部分组成。一个数组+两个函数
    一个数组:pre[]记录了每个节点的前导节点。pre[x]=y,节点x的父节点是y。
    find():查找"代表"

int find(x){
  	int r=x;
  	while(pre[x]!=r){
  		r=pre[r];
  	}
  	return r;
  }

join():合并,最后连通。

int join(int x,int y){
  int fx=find(x);
  int fy=find(y);
  if(fx!=fy){
  pre[fx]=fy;
}
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