珠玑妙算

标签: 哈希表 字符串 计数

难度: Easy

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
  • solutionguess仅包含"R","G","B","Y"这4种字符

Submission

运行时间: 24 ms

内存: 16.5 MB

class Solution:
    def masterMind(self, solution: str, guess: str) -> List[int]:
        same = sum(i == j for i, j in zip(solution, guess))
        count_s = collections.Counter(solution)
        count_g = collections.Counter(guess)
        count = 0
        for key in count_s.keys():
            count += min(count_s[key], count_g[key])
        return [same, count - same]

Explain

该题解采用两步骤来计算猜中和伪猜中的次数。首先,通过 zip 函数和列表推导式比较 solution 和 guess 中相同位置的字符,计算完全匹配(即猜中)的次数。然后,使用 collections.Counter 来统计 solution 和 guess 中每种字符的出现频率。通过遍历 solution 的字符频率字典,使用 min 函数比较同一字符在 solution 和 guess 中出现的次数,得到该字符可能的最大匹配数,包括完全匹配和位置错误的匹配。最后,将总匹配数减去完全匹配数,得到伪猜中的次数。

时间复杂度: O(n)

空间复杂度: O(1)

class Solution:
    def masterMind(self, solution: str, guess: str) -> List[int]:
        # 计算位置和字符完全匹配的数量
        same = sum(i == j for i, j in zip(solution, guess))
        # 计算 solution 和 guess 中每个字符的出现次数
        count_s = collections.Counter(solution)
        count_g = collections.Counter(guess)
        # 计算所有字符的潜在匹配数(包括正确位置和错误位置的匹配)
        count = 0
        for key in count_s.keys():
            count += min(count_s[key], count_g[key])
        # 返回猜中次数和伪猜中次数(总匹配数减去完全匹配数)
        return [same, count - same]

Explore

使用两个Counter来计算每个字符的出现频率可以有效、简洁地处理字符统计问题。Counter的使用可以自动为每个字符计数,并处理不存在的字符(计数为0),从而简化代码和逻辑。相比于手动维护字典或数组来进行频率统计,使用Counter可以减少代码量和出错机率,提升开发效率。此外,Counter提供的方法(如min操作)可以直接应用于两个计数器,便于比较和计算最小值,这对于本题中计算潜在匹配数是非常有用的。

在计算总匹配次数时,考虑solution中的字符键是因为我们需要确定这些字符在guess中的出现情况来计算匹配数。如果一个字符仅在guess中出现而不在solution中,它不会对匹配结果产生影响,因为没有相对应的solution字符与之匹配。因此,专注于solution的字符键可以有效地计算所有可能的匹配数,包括正确和错误位置的匹配。这种方法确保了算法效率和准确性。

处理输入错误的一种方法是在函数开始时添加输入验证。可以检查solution和guess的长度确保它们均为4。同时,还可以检查每个字符串只包含允许的字符集(例如,仅限特定颜色的字符)。如果任何验证失败,则函数可以抛出异常或返回一个错误信息。这种方法可以确保进入主算法逻辑之前,所有输入都是有效的,从而避免运行时错误和逻辑错误。