给定字符串 s 和 t ,判断 s 是否为 t 的子序列。
字符串的一个子序列是原始字符串删除一些(也可以不删除)字符而不改变剩余字符相对位置形成的新字符串。(例如,"ace"
是"abcde"
的一个子序列,而"aec"
不是)。
进阶:
如果有大量输入的 S,称作 S1, S2, ... , Sk 其中 k >= 10亿,你需要依次检查它们是否为 T 的子序列。在这种情况下,你会怎样改变代码?
方法一:双指针法
这是最直观的方法,通过两个指针分别遍历字符串 s
和 t
,逐个比较字符。
// 判断 s 是否为 t 的子序列
function isSubsequence(s: string, t: string): boolean {let i = 0; // 指向 s 的指针let j = 0; // 指向 t 的指针while (i < s.length && j < t.length) {if (s[i] === t[j]) {i++;}j++;}return i === s.length;
}// 测试示例
let s1 = "ace";
let t1 = "abcde";
console.log(isSubsequence(s1, t1)); // 输出 truelet s2 = "aec";
let t2 = "abcde";
console.log(isSubsequence(s2, t2)); // 输出 false
复杂度分析
- 时间复杂度:(O(n)),其中 n 是字符串
t
的长度,因为只需要遍历一次字符串t
。 - 空间复杂度:(O(1)),只使用了常数级的额外空间。
方法二:递归法
通过递归的方式来判断 s
是否为 t
的子序列。
function isSubsequenceRecursive(s: string, t: string): boolean {if (s.length === 0) {return true;}if (t.length === 0) {return false;}if (s[0] === t[0]) {return isSubsequenceRecursive(s.slice(1), t.slice(1));}return isSubsequenceRecursive(s, t.slice(1));
}// 测试示例
let s3 = "ace";
let t3 = "abcde";
console.log(isSubsequenceRecursive(s3, t3)); // 输出 truelet s4 = "aec";
let t4 = "abcde";
console.log(isSubsequenceRecursive(s4, t4)); // 输出 false
复杂度分析
- 时间复杂度:(O(n)),其中 n 是字符串
t
的长度。在最坏情况下,需要递归 n 次。 - 空间复杂度:(O(n)),主要是递归调用栈的空间开销。
方法三:动态规划法
使用动态规划来解决这个问题,通过构建一个二维数组来记录子问题的解。
function isSubsequenceDP(s: string, t: string): boolean {let m = s.length;let n = t.length;let dp: boolean[][] = new Array(m + 1).fill(false).map(() => new Array(n + 1).fill(false));// 初始化for (let j = 0; j <= n; j++) {dp[0][j] = true;}for (let i = 1; i <= m; i++) {for (let j = 1; j <= n; j++) {if (s[i - 1] === t[j - 1]) {dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1];} else {dp[i][j] = dp[i][j - 1];}}}return dp[m][n];
}// 测试示例
let s5 = "ace";
let t5 = "abcde";
console.log(isSubsequenceDP(s5, t5)); // 输出 truelet s6 = "aec";
let t6 = "abcde";
console.log(isSubsequenceDP(s6, t6)); // 输出 false
复杂度分析
- 时间复杂度:(O(m * n)),其中 m 是字符串
s
的长度,n 是字符串t
的长度。需要填充一个 (m+1) 行 (n+1) 列的二维数组。 - 空间复杂度:(O(m * n)),主要是二维数组的空间开销。
进阶:处理大量输入的情况
当有大量输入的 S
((S_1, S_2, ... , S_k),(k >= 10) 亿)需要依次检查它们是否为 T
的子序列时,可以采用预处理 T
的方法。具体思路是记录 T
中每个字符出现的所有位置,然后对于每个 S
中的字符,使用二分查找来找到该字符在 T
中合适的位置。
import { bisectLeft } from '@ohos.bisect';function isSubsequenceAdvanced(s: string, t: string): boolean {// 预处理 t,记录每个字符出现的所有位置let charIndexes: Map<string, number[]> = new Map();for (let i = 0; i < t.length; i++) {let char = t[i];if (!charIndexes.has(char)) {charIndexes.set(char, []);}charIndexes.get(char)!.push(i);}let prevIndex = -1;for (let char of s) {if (!charIndexes.has(char)) {return false;}let indexList = charIndexes.get(char)!;let index = bisectLeft(indexList, prevIndex + 1);if (index === indexList.length) {return false;}prevIndex = indexList[index];}return true;
}// 测试示例
let s7 = "ace";
let t7 = "abcde";
console.log(isSubsequenceAdvanced(s7, t7)); // 输出 truelet s8 = "aec";
let t8 = "abcde";
console.log(isSubsequenceAdvanced(s8, t8)); // 输出 false
复杂度分析
- 预处理时间复杂度:(O(m)),其中 m 是字符串
t
的长度。需要遍历一次字符串t
来记录每个字符出现的位置。 - 每个
S
的检查时间复杂度:(O(k log m)),其中 k 是字符串S
的长度,m 是字符串t
的长度。对于S
中的每个字符,需要进行一次二分查找。 - 空间复杂度:(O(m)),主要用于存储每个字符出现的位置。
通过这种方式,可以在处理大量输入时提高效率。