【并集查找】839. 相似字符串组

本文涉及知识点

并集查找（并差集)
图论知识汇总

LeetCode839. 相似字符串组

如果交换字符串 X 中的两个不同位置的字母，使得它和字符串 Y 相等，那么称 X 和 Y 两个字符串相似。如果这两个字符串本身是相等的，那它们也是相似的。
例如，“tars” 和 “rats” 是相似的 (交换 0 与 2 的位置)； “rats” 和 “arts” 也是相似的，但是 “star” 不与 “tars”，“rats”，或 “arts” 相似。
总之，它们通过相似性形成了两个关联组：{“tars”, “rats”, “arts”} 和 {“star”}。注意，“tars” 和 “arts” 是在同一组中，即使它们并不相似。形式上，对每个组而言，要确定一个单词在组中，只需要这个词和该组中至少一个单词相似。
给你一个字符串列表 strs。列表中的每个字符串都是 strs 中其它所有字符串的一个字母异位词。请问 strs 中有多少个相似字符串组？
示例 1：
输入：strs = [“tars”,“rats”,“arts”,“star”]
输出：2
示例 2：
输入：strs = [“omv”,“ovm”]
输出：1

提示：
1 <= strs.length <= 300
1 <= strs[i].length <= 300
strs[i] 只包含小写字母。
strs 中的所有单词都具有相同的长度，且是彼此的字母异位词。

并集查找

每个单词对应一个节点，如果相似则认为两个节点连通，本题就是求：连通区域的数量。
形似两个条件：
一，相等。 $\iff$ 不同的字符数量为0。
二，交换两个位置。 $\iff$ 两个位置的字符不同。由于是字母异构词，两个位置不同，交换后一定相同。
时间复杂度：O(nnm) n = str.length m = str[i].length
在超时的边缘，所以有必要剪枝：
a,枚举str[i]和str[j]是否相识时，只比较i <j 。
b,如果不同字符超过2直接返回。

代码

核心代码

class CUnionFind
{
public:CUnionFind(int iSize) :m_vNodeToRegion(iSize){for (int i = 0; i < iSize; i++){m_vNodeToRegion[i] = i;}m_iConnetRegionCount = iSize;}	CUnionFind(vector<vector<int>>& vNeiBo):CUnionFind(vNeiBo.size()){for (int i = 0; i < vNeiBo.size(); i++) {for (const auto& n : vNeiBo[i]) {Union(i, n);}}}int GetConnectRegionIndex(int iNode){int& iConnectNO = m_vNodeToRegion[iNode];if (iNode == iConnectNO){return iNode;}return iConnectNO = GetConnectRegionIndex(iConnectNO);}void Union(int iNode1, int iNode2){const int iConnectNO1 = GetConnectRegionIndex(iNode1);const int iConnectNO2 = GetConnectRegionIndex(iNode2);if (iConnectNO1 == iConnectNO2){return;}m_iConnetRegionCount--;if (iConnectNO1 > iConnectNO2){UnionConnect(iConnectNO1, iConnectNO2);}else{UnionConnect(iConnectNO2, iConnectNO1);}}bool IsConnect(int iNode1, int iNode2){return GetConnectRegionIndex(iNode1) == GetConnectRegionIndex(iNode2);}int GetConnetRegionCount()const{return m_iConnetRegionCount;}vector<int> GetNodeCountOfRegion()//各联通区域的节点数量{const int iNodeSize = m_vNodeToRegion.size();vector<int> vRet(iNodeSize);for (int i = 0; i < iNodeSize; i++){vRet[GetConnectRegionIndex(i)]++;}return vRet;}std::unordered_map<int, vector<int>> GetNodeOfRegion(){std::unordered_map<int, vector<int>> ret;const int iNodeSize = m_vNodeToRegion.size();for (int i = 0; i < iNodeSize; i++){ret[GetConnectRegionIndex(i)].emplace_back(i);}return ret;}
private:void UnionConnect(int iFrom, int iTo){m_vNodeToRegion[iFrom] = iTo;}vector<int> m_vNodeToRegion;//各点所在联通区域的索引,本联通区域任意一点的索引，为了增加可理解性，用最小索引int m_iConnetRegionCount;
};class Solution {
public:int numSimilarGroups(vector<string>& strs) {const int N = strs.size();const int M = strs[0].length();CUnionFind uf(N);for (int i = 0; i < N; i++) {for (int j = i + 1; j < N; j++) {if (IsSame(strs[i], strs[j])) {uf.Union(i, j);}}}return uf.GetConnetRegionCount();}bool IsSame(const string& str1, const string& str2) {int iRet = 0;for (int i = 0; i < str1.size(); i++) {if (str1[i] != str2[i]) {iRet++;if (iRet > 2) { return false; }}}return 1 != iRet;}
};

测试用例

template<class T1,class T2>
void AssertEx(const T1& t1, const T2& t2)
{Assert::AreEqual(t1 , t2);
}template<class T>
void AssertEx(const vector<T>& v1, const vector<T>& v2)
{Assert::AreEqual(v1.size(), v2.size());	for (int i = 0; i < v1.size(); i++){Assert::AreEqual(v1[i], v2[i]);}
}template<class T>
void AssertV2(vector<vector<T>> vv1, vector<vector<T>> vv2)
{sort(vv1.begin(), vv1.end());sort(vv2.begin(), vv2.end());Assert::AreEqual(vv1.size(), vv2.size());for (int i = 0; i < vv1.size(); i++){AssertEx(vv1[i], vv2[i]);}
}namespace UnitTest
{vector<string> strs;TEST_CLASS(UnitTest){public:TEST_METHOD(TestMethod1){strs = { "tars", "rats", "arts", "star" };auto res = Solution().numSimilarGroups(strs);AssertEx(2, res);}TEST_METHOD(TestMethod2){strs = { "omv","ovm" };auto res = Solution().numSimilarGroups(strs);AssertEx(1, res);}};
}

扩展阅读

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