华为OD机试 - 最长子字符串的长度(二) （Java 2024 D卷 100分）

news2024/11/13 9:06:56

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专栏导读

本专栏收录于《华为OD机试（JAVA）真题（D卷+C卷+A卷+B卷）》。

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一、题目描述

给你一个字符串 s，字符串 s 首尾相连成一个环形，请你在环中找出 ‘l’、‘o’、‘x’ 字符都恰好出现了偶数次最长子字符串的长度。

二、输入描述

输入是一串小写的字母组成的字符串

三、输出描述

输出是一个整数。

备注：

1 ≤ s.length ≤ 5 * 10^5
s 只包含小写英文字母

四、测试用例

测试用例1：

1、输入

alolobo

2、输出

3、说明

最长子字符串之一是 “alolob”，它包含 ‘l’、‘o’ 各 2 个，以及 0 个 ‘x’。

测试用例2：

1、输入

looxdolx

2、输出

3、说明

最长的子字符串是 “oxdolxl”，由于是首尾连接在一起的，所以最后一个 ‘x’ 和开头的 ‘l’ 是连接在一起的，此字符串包含 2 个 ‘l’、2 个 ‘o’、2 个 ‘x’。

五、解题思路

将字符串 s 扩展为自身的两倍。这样可以方便地处理环形问题。扩展后的字符串可以模拟环形的效果。
使用位运算记录字符 ‘l’、‘o’、‘x’ 的出现次数的奇偶性。每个字符对应一个二进制位，出现次数为偶数时该位为0，奇数时为1。
维护一个前缀和数组，用于记录每个字符在当前位置的出现次数。
使用哈希表记录每种奇偶状态首次出现的位置。这样可以快速查找当前状态与之前出现的相同状态之间的距离。
如果一个状态已经出现过，则表示从该状态第一次出现的位置到当前的位置之间的子字符串中，‘l’、‘o’、‘x’ 字符都出现偶数次。
遍历扩展后的字符串，更新 ‘l’、‘o’、‘x’ 字符的出现次数并计算当前奇偶状态。
使用哈希表查询当前奇偶状态的首次出现位置，计算子字符串长度，并更新最长子字符串的长度。

六、Java算法源码

public class OdTest {

    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        String s = scanner.next();

        // 扩展字符串为两倍长度
        String extended = s + s;
        int n = s.length();

        // 哈希表记录奇偶状态首次出现的位置
        Map<Integer, Integer> stateMap = new HashMap<>();
        stateMap.put(0, -1); // 初始状态

        int[] count = new int[3]; // 记录 l, o, x 的出现次数
        int state = 0;
        int maxLength = 0;

        for (int i = 0; i < extended.length(); i++) {
            char c = extended.charAt(i);

            if (c == 'l') {
                count[0]++;
            } else if (c == 'o') {
                count[1]++;
            } else if (c == 'x') {
                count[2]++;
            }

            // 计算当前状态
            state = ((count[0] % 2) << 2) | ((count[1] % 2) << 1) | (count[2] % 2);

            // 记录或更新最长子字符串长度
            if (stateMap.containsKey(state)) {
                int prevIndex = stateMap.get(state);
                if (i - prevIndex > n) break; // 确保子字符串在原字符串长度内
                maxLength = Math.max(maxLength, i - prevIndex);
            } else {
                stateMap.put(state, i);
            }
        }

        System.out.println(maxLength);
    }
}