目录
🌈前言🌈
📁1576. 替换所有的问号编辑
📁 495. 提莫攻击
📁 6. Z 字形变换
📁38. 外观数列
📁1419. 数青蛙
📁 总结
🌈前言🌈
欢迎观看本期【算法杂货铺】，本期内容将讲解算法中的模拟，模拟算法就是将题目给用代码语言翻译出来，是一个非常简单的算法，重要的是看懂题目，以及翻译成代码，此外，画图注重细节也是很重要的。
本篇文章注重讲解不同题目，从三个角度，带你从零开始理解模拟算法。
1. 讲解多种习题的题目；2. 算法原理；3. 代码展示。
📁1576. 替换所有的问号
📂 题目解析
这是一套非常简单的题目，即将 ‘ ？’ 替换成前后不相等的小写字母即可。“？zs” 可以替换成，除“zzs”以外的任何字符串。
📂 算法原理
做模拟题目，重要的就是看懂题目，在此基础上，我们只要画图即可，将各种可能推演出来，翻译成代码即可。
通过上图的展示，我们就将?所有可能出现的位置给枚举出来，现在我们只要保证每一种情况成立即可。
纯模拟。从前往后遍历整个字符串，找到问号之后，就⽤ a ~ z 的每⼀个字符去尝试替换即 可。
📂 代码展示
class Solution {
public:
string modifyString(string s) {
for(int i=0;i<s.size();i++)
{
if(s[i] == '?')
{
for(char ch = 'a' ; ch <='z';ch++)
{
/*
1）如果 i==0，只要保证s[i+1] != ch即可。
2）如果 i == size-1 , 只要保证 s[i-1] != ch即可。
3）若i在区间[1, size-2]中,则要保证 s[i-1] != ch && s[i+1] != ch
*/
if((i==0 || s[i-1] != ch) && (i==s.size()-1 || s[i+1] != ch))
{
s[i] = ch;
}
}
}
}
return s;
}
};📁 495. 提莫攻击
📂 题目解析
别看题目这么长就害怕，其实非常好理解，就是给我们一个非递减的整数数组，第i个元素表示第i秒发动的攻击，会持续d秒。
如果从第i秒开始，持续d秒，到i+d秒；如果第i+1秒受到攻击，则会从第i+1秒内重新计算，持续到第i+1+d秒，以此类推。
📂 算法原理
这道题，就是一道模拟+分类讨论的题目。对于模拟题来说，我们尽可能的画图，方便理解。
我们首先来看示例1，第1秒和第4秒发起了攻击，其实这个在整个时间段内有1~5秒，第 t[i] 秒发动了攻击，加上d秒，不会影响到第 t[i+1] 秒,即得出公式，t[i] - t[i-1] >= d。
这里为什么可以等于d呢，是因为是从第t[i]秒开始算起。
例如t = {1,3} ,d= 2 :
3 - 1 >= 2，从第1秒到第2秒是持续的时间，不会影响到第3秒。
当i到了最后攻击的时段时，我们只需要总秒数+d即可，因为最后一项后不会在攻击了，只会持续d秒了。
因此我们得出两种结论，即t[ i ] - t[ i - 1] >= d 时，总秒数+d ; 遍历到数组最后一个位置时，总秒数 + d。
画出示例2的图，我们便可知，t[ i ] - t [i - 1] < d时，总秒数加上 t[ i ] 到 t [i - 1]内持续的时间，即ret += t[ i ] - t[ i - 1]。
以上，就是这道题目的所有情况，其实只要画出图来，一切就很清晰了。
📂 代码展示
class Solution {
public:
int findPoisonedDuration(vector<int>& timeSeries, int duration) {
int ret = 0;
for(int i=1;i<timeSeries.size();i++)
{
int temp = timeSeries[i] - timeSeries[i-1];
if(temp >= duration)
ret += duration;
else
ret += temp;
}
return ret + duration;
}
};📁 6. Z 字形变换
📂 题目解析
其实通过题目，就可以看出模拟解法，通过一个矩阵，找出矩阵的规律，在一次遍历这个矩阵即可。
但如果这个时间复杂度会是len*N，如果数据量较大，可能会报错。所以我们要进行优化。
对于模拟算法来说，绝大多数的优化都是找规律，我们通过画图，找出矩阵的规律，即可。
📂 算法原理
通过画图，我们可以得出以下结论，由于篇幅限制，我们这里之以示例2为例，但以下结论适用于本题任何场景，当然如果numRows=0，则就是原字符串，需要特殊处理。
📂 代码展示
class Solution {
public:
string convert(string s, int numRows) {
int d = 2 * numRows - 2;
int n = s.size();
string ret;
//特殊判断
if(numRows == 1)
{
return s;
}
//处理第0行
for(int i = 0;i < n;i += d)
{
ret += s[i];
}
//处理第1行 - 第n-2行
for(int k = 1;k < numRows-1;k++)
{
for(int i= k,j=d-k;i<n||j<n;i+=d,j+=d)
{
if(i < n)
ret += s[i];
if(j < n)
ret += s[j];
}
}
//处理最后一行
for(int i = numRows-1;i < n ; i += d)
{
ret += s[i];
}
return ret;
}
};📁38. 外观数列
📂 题目解析
画图可知，每一项都是由前一项翻译出来的，第一项为“1”，例如第2项是1个1得出来的，第3项是由第2项得出，即1个2和1个1。
就是判断连续且相同的字符有多少个，添加到新字符串中。
📂 算法原理
这道题就是模拟+双指针的思路，如下图所示：
当right遍历到字符串尾的时候，新字符串=“231231”
📂 代码展示
class Solution {
public:
string countAndSay(int n) {
string ret = "1";
//翻译n-1次
for(int i=1;i<n;i++)
{
string temp;
int len = ret.size();
for(int right = 0,left =0;right < len;)
{
while(right < len && ret[right] == ret[left])
right++;
temp += to_string(right - left) + ret[left];
left = right;
}
ret = temp;
}
return ret;
}
};📁1419. 数青蛙
📂 题目解析
其中这个提示是比较总要的，所以单独放了出来。
出现一次“crock”就代表了一声蛙鸣，代表有一只青蛙，题目要求返回最小的青蛙个数，所以两声“crock”最少可以有1只青蛙。如果不是字符“croak”不是有效组合，返回-1。
📂 算法原理
这里我们采用模拟+哈希的算法。
如下图所示，以“croakcroak”为例子，当s[i]是c的时候，我们c索引对应的值++，碰见r的时候，c--,r++,直到遍历到k，此时代表有一只青蛙。k就代表着最少的青蛙个数
遍历到第二个c的时候，因为求的最少的青蛙个数，k此时不为0，所以可以k--,c++。
因此，可以得出以下结论：
对于r,o,a,k 找一下前驱字符，判断是否为空，如果不是空，前驱字符--，当前字符++；否则返回-1。
对于c来说，判断k是不是空，如果不是空，k--,c++；如果为空，c++。
📂 代码展示
class Solution {
public:
int minNumberOfFrogs(string croakOfFrogs) {
string t = "croak";
int n = t.size();
vector<int> hash(n); //模拟哈希
unordered_map<char,int> index; //记录字符的下标
for(int i=0;i<n;i++)
{
index[t[i]] = i;
}
for(auto ch : croakOfFrogs)
{
if(ch == 'c')
{
//检查k是否为空，即判断是否已有青蛙
if(hash[n-1] != 0)
hash[n-1]--;
hash[0]++;
}
else
{
int i = index[ch];
if(hash[i-1] == 0)
return -1;
hash[i-1]--;
hash[i]++;
}
}
//当遍历完数组后，k之前的字符必须为空，否则为无效字符
for(int i=0;i<n-1;i++)
{
if(hash[i] != 0)
{
return -1;
}
}
return hash[n-1];
}
};📁 总结
以上就是对与模拟算法的基本讲解了，通过习题，我们知道基础的模拟题就是将题目翻译一遍，复杂的模拟题，通常和一些其他算法结合在一起。
对于模拟算法的优化，通常是找规律等手段。日常在做模拟题的时候，通常是需要画图的，这样有助于我们找出规律，以及一些细节。
以上就是本期【算法杂货铺】模拟算法的主要内容了，如果感觉对你有帮助，欢迎点赞，收藏，关注Thanks♪(･ω･)ﾉ
