美文网首页程序员
第K个语法符号

第K个语法符号

作者: 程序员小2 | 来源:发表于2020-07-11 17:13 被阅读0次

    第K个语法符号

    解决方案


    方法一:暴力法

    思路和算法

    我们完全按照题目描述中的指示处理每一行,而只需要保存最新的那一行。

    不幸的是,字符串的长度可能有 10 亿左右,因为每一行的长度都是前一行的两倍,所以这种方法不够高效。

    <iframe src="https://leetcode-cn.com/playground/vDuPjtLQ/shared" frameborder="0" width="100%" height="259" name="vDuPjtLQ" style="box-sizing: border-box;"></iframe>

    复杂度分析

    • 时间复杂度:<math><semantics><annotation encoding="application/x-tex">O(2^N)</annotation></semantics></math>O(2N),我们解析每一行所需要的时间和其长度有关,共计 <math><semantics><annotation encoding="application/x-tex">2^0 + 2^1 + \cdots + 2^{N-1}</annotation></semantics></math>20+21+⋯+2N−1。

    • 空间复杂度:<math><semantics><annotation encoding="application/x-tex">O(2^N)</annotation></semantics></math>O(2N),最后一行(lastrow)的长度。


    方法二:递归(父变体)

    思路和算法

    因为生成每一行只需要前一行的信息,所以我们可以考虑解析前一行的位来输出答案。

    <center style="box-sizing: border-box;"> Diagram of digits with relationship to their parent

    </center>

    来看这个例子,如果我们中间有一行是 "0110",那么就会生成 "01101001" 作为它的下一行,也就是说第一位 "0" 生成下一行中的第一个 "01",第二位 "1" 生成下一行中的 "10",接着 "1" 又生成了 "10",而最后的 "0" 将会生成最后的 "01"

    <center style="box-sizing: border-box;"> Diagram of digits through repeated function calls

    </center>

    一般而言,第 K 位的父位应该是第 (K+1) / 2 位。如果父位是 0,那么这一位就是 1 - (K%2)。如果父位是 1,那么这一位就是 K%2

    <iframe src="https://leetcode-cn.com/playground/FTDdMWbt/shared" frameborder="0" width="100%" height="157" name="FTDdMWbt" style="box-sizing: border-box;"></iframe>

    复杂度分析

    • 时间复杂度:<math><semantics><annotation encoding="application/x-tex">O(N)</annotation></semantics></math>O(N)。找出答案需要 <math><semantics><annotation encoding="application/x-tex">N-1</annotation></semantics></math>N−1 步。

    • 空间复杂度:<math><semantics><annotation encoding="application/x-tex">O(1)</annotation></semantics></math>O(1)。


    方法三:递归(翻转变体)

    思路和算法

    就像在 方法二 中那样,我们可以尝试按它前面的位来写出这一位。

    如果我们写出该序列中的几行,就可以发现:后半部分总是与前半部分相反,也就是说:'0' 变成 '1''1' 变成 '0'

    我们可以用归纳法来验证这一推断。其关键思想是,如果字符串 <math><semantics><annotation encoding="application/x-tex">X</annotation></semantics></math>X 生成 <math><semantics><annotation encoding="application/x-tex">Y</annotation></semantics></math>Y,那么翻转后的字符串 <math><semantics><annotation encoding="application/x-tex">X'</annotation></semantics></math>X′ 将会生成 <math><semantics><annotation encoding="application/x-tex">Y'</annotation></semantics></math>Y′。

    这就引出了下面的算法思想:如果 K 在后半部分,那么我们可以将 K -= (1 << N-2) 设为前半部分,然后翻转得到最终答案。

    <iframe src="https://leetcode-cn.com/playground/aJErNcGZ/shared" frameborder="0" width="100%" height="191" name="aJErNcGZ" style="box-sizing: border-box;"></iframe>

    复杂度分析

    • 时间复杂度:<math><semantics><annotation encoding="application/x-tex">O(N)</annotation></semantics></math>O(N)。找出答案需要 <math><semantics><annotation encoding="application/x-tex">N-1</annotation></semantics></math>N−1 步。

    • 空间复杂度:<math><semantics><annotation encoding="application/x-tex">O(1)</annotation></semantics></math>O(1)。


    方法四:二进制计数

    思路和算法

    方法三 中,每一行的后半部分是前半部分反转后的结果。

    当索引 K 写为二进制形式后(从 0 开始索引),后半部分的索引的第一位总是 1

    这意味着,当使用方法三中的算法时,我们翻转最终答案的次数仅仅是 K-1 的二进制表示中的 1 的个数。

    <iframe src="https://leetcode-cn.com/playground/B4ZnFpxw/shared" frameborder="0" width="100%" height="140" name="B4ZnFpxw" style="box-sizing: border-box;"></iframe>

    复杂度分析

    • 时间复杂度:<math><semantics><annotation encoding="application/x-tex">O(\log N)</annotation></semantics></math>O(logN),即 N 的二进制表示的位数。如果 <math><semantics><annotation encoding="application/x-tex">\log N</annotation></semantics></math>logN 是有界的,那么可以将其视作 <math><semantics><annotation encoding="application/x-tex">O(1)</annotation></semantics></math>O(1)。

    • 空间复杂度:<math><semantics><annotation encoding="application/x-tex">O(1)</annotation></semantics></math>O(1)。(在 Python 中,bin(X) 会创造一个长度为 <math><semantics><annotation encoding="application/x-tex">O(\log X)</annotation></semantics></math>O(logX) 的字符串,这是可以避免的。)

    相关文章

      网友评论

        本文标题:第K个语法符号

        本文链接:https://www.haomeiwen.com/subject/nsmicktx.html