题目描述

珠玑妙算游戏（the game of master mind）的玩法如下。

• 计算机有4个槽，每个槽放一个球，颜色可能是红色（R）、黄色（Y）、绿色（G）或蓝色（B）。
• 例如，计算机可能有RGGB 4种（槽1为红色，槽2、3为绿色，槽4为蓝色）。作为用户，你试图猜出颜色组合。
• 打个比方，你可能会猜YRGB。要是猜对某个槽的颜色，则算一次“猜中”；要是只猜对颜色但槽位猜错了，则算一次“伪猜中”。注意，“猜中”不能算入“伪猜中”。

给定一种颜色组合solution和一个猜测guess，编写一个方法，返回猜中和伪猜中的次数answer，其中answer[0]为猜中的次数，answer[1]为伪猜中的次数。

示例：

输入： solution="RGBY",guess="GGRR"
输出： [1,1]
解释： 猜中1次，伪猜中1次。

提示：

• len(solution) = len(guess) = 4
• solution和guess仅包含"R",“G”,“B”,"Y"这4种字符

解题思路与代码

这道题其实是一道动脑的简单题。你需要着重理解这一句话“猜中”不能算入“伪猜中”。

• 也就是如果猜中一次，那么猜中的这个字母你就可以理解为在solution和guess的对应位置就同时消失掉了。
• 其他字母如果对应到了猜中的字母了话，是不能被再被重复计为伪猜中的。也就是说，在某种意义上，猜中的优先级要高于未猜中。

所以这道题衍生出来了两种做法，一种是我自己想出来的优先判断 + 涂改，另一种是使用额外的数据结构unordered_map去存储对应字符的个数，再去进行猜中与伪猜中的遍历。

方法一：优先判断猜中 + 涂改成功判定的字符

• 这种做法也就如同方法名字一样。我们先创建一个vector（result）去存储我们最后的结果。

• 之后先去用for循环遍历一次数组，找出所有的猜中的，并且把猜中对应的字符全部改为‘1’，并且将对应的猜中加1.

• 然后我们重新再开启一个双层的for循环，这一次是找伪猜中的，第一层for循环的目的是找对应字母不相同，内层的for循环是为了循环对比找出伪猜中的。

• 找到伪猜中的后呢，我们一样，把对应的字符全部改为‘1’，break掉内循环，你可以理解为剪枝操作。

• 最后返回最终的结果就可。

具体代码如下：

class Solution {
public:
    vector<int> masterMind(string solution, string guess) {
        vector<int> result(2,0);
        for(int i = 0; i < 4; ++i){
            if(solution[i] == guess[i]){
                ++result[0];
                solution[i] = '1';
                guess[i] = '1';
            }
        }

        for(int i = 0; i < 4; ++i){
            if(solution[i] != guess[i]){
                for(int j = 0; j < 4; ++j){
                    if(solution[j] == '1') continue;
                    if(solution[j] == guess[i]){
                        solution[j] = '1';
                        guess[i] = '1';
                        ++result[1];
                        break;
                    }
                }
            }
        }
        return result;
    }
};

复杂度分析

时间复杂度：

• 代码中有两个循环，第一个循环用于找到猜中的次数，第二个循环用于找到伪猜中的次数。第一个循环的时间复杂度是O(4)，因为它遍历了4个字符。第二个循环的时间复杂度是O(4 * 4)，因为它遍历了4个字符，并且对于每个字符，最多需要遍历另外4个字符。总的时间复杂度是O(4) + O(4 * 4) = O(20)，由于问题规模固定，可以近似为O(1)。

空间复杂度：

• 代码中使用了一个长度为2的vector来存储结果，空间复杂度为O(2)。此外，你还修改了输入的字符串solution和guess，但这些修改不增加额外的空间需求。因此，总的空间复杂度为O(2)，由于问题规模固定，可以近似为O(1)。

方法二：使用额外的数据结构unordered_map

这种方法就是先创建一个vector去存储最后的结果，再去创建一个unordered_map去存储字符与字符数量对应的映射。

• 这样的优点是，代码看起来十分的简洁，并且，我们可以不用双层for循环了。
• 第一次for循环遍历，是为了创建对应的映射
• 第二层for循环遍历，是为了去记录对应的猜中与伪猜中的数量
• 我们每找到一次伪猜中，就将map中记录对应字符的数量 -1，这样就不会多进行重复的操作了
• 最后用伪猜中的次数 - 猜中的次数，就是真正的伪猜中的次数。聪明的你想想就知道我这话是啥意思了。
• 最后的最后返回结果即可。

具体的代码如下：

class Solution {
public:
    vector<int> masterMind(string solution, string guess) {
        //按照题意，要先考虑猜中的情况，即位置+颜色都对，然后剩下的再看是不是伪猜中
        int num1 = 0,num2 = 0;
        unordered_map<char,int> alpha_map;
        for (char ch : solution){
            alpha_map[ch]++;
        }
        for (int i = 0;i < guess.size();i++){
            if (solution[i] == guess[i]){
                num1++;
            }
            //注意这里为猜中+伪猜中的次数总和
            if (alpha_map[guess[i]]){
                alpha_map[guess[i]]--;
                num2++;
            }
        }
        return {num1,num2 - num1};
    }
};

复杂度分析

与方法1的复杂度都一样。

总结

这道题目主要考察了以下几个方面的能力：

• 问题分析与抽象：题目描述了一个实际的游戏场景，要求编写一个函数来模拟游戏过程中计算猜中和伪猜中的次数。这要求你能够理解游戏规则，将实际问题抽象成算法问题。

• 字符串操作：这道题目涉及到对字符串的操作，包括遍历字符串、比较字符和修改字符串。这要求你具备基本的字符串操作能力。

• 循环结构：解决这个问题需要使用循环结构。你需要嵌套循环来找到猜中和伪猜中的次数。这要求你能够熟练使用循环结构来解决问题。

• 数组或向量的使用：题目要求返回一个包含两个元素的数组或向量。此外，解决问题的过程中可能需要使用额外的数据结构来辅助计算，例如用一个数组或向量来记录每种颜色的出现次数。

• 代码优化与简化：通过分析问题，你可以发现有多种方法来解决这个问题。在实现过程中，你需要考虑如何优化代码，使其更加简洁和高效。

总的来说，这道题目旨在考察编程基本功，以及解决实际问题的能力。通过这个问题，你可以锻炼分析问题、设计算法和编写代码的能力。

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