暗黑字符串
来源:互联网 发布:程序员病 编辑:程序博客网 时间:2024/04/28 12:11
题目:
一个只包含'A'、'B'和'C'的字符串,如果存在某一段长度为3的连续子串中恰好'A'、'B'和'C'各有一个,那么这个字符串就是纯净的,否则这个字符串就是暗黑的。例如:
BAACAACCBAAA 连续子串"CBA"中包含了'A','B','C'各一个,所以是纯净的字符串
AABBCCAABB 不存在一个长度为3的连续子串包含'A','B','C',所以是暗黑的字符串
你的任务就是计算出长度为n的字符串(只包含'A'、'B'和'C'),有多少个是暗黑的字符串。
输入描述:
输入一个整数n,表示字符串长度(1 ≤ n ≤ 30)
输出描述:
输出一个整数表示有多少个暗黑字符串
输入例子:
2
3
输出例子:
9
21
解析:
假设现在字符串中有i个字符,并且满足条件,那么第i+1个字符的选取情况与第i-1和第i个字符的状态(用S表示)有关:若S='AA',那么第i+1个字符可以选取'A','B','C'中任意一个;若S=‘AB’,那么第i+1个字符只能取'A'或'B',如果选取'C',就会产生纯净的字符串;若S='AC',那么第i+1个字符只能取'A'或'C'。由题意可知S有9种状态,其他6中状态的转移情况同理。这样,我们就可以在状态转移过程中统计暗黑的字符串的个数。此处有些类似于动态规划,不过动态规划是在每一步状态转移的时候选取最优方案,从而使最终方案最优;而此处是在状态转移过程中避免产生纯净字符串,同时统计暗黑的字符串的个数。
状态转移方程:
dp[i+1][0]=dp[i][0]+dp[i][3]+dp[i][6]
dp[i+1][1]=dp[i][0]+dp[i][3]
dp[i+1][2]=dp[i][0]+dp[i][6]
dp[i+1][3]=dp[i][1]+dp[i][4]
dp[i+1][4]=dp[i][1]+dp[i][4]+dp[i][7]
dp[i+1][5]=dp[i][4]+dp[i][7]
dp[i+1][6]=dp[i][2]+dp[i][8]
dp[i+1][7]=dp[i][5]+dp[i][8]
dp[i+1][8]=dp[i][2]+dp[i][5]+dp[i][8]
其中dp数组的第一维表示字符串长度,第二维的9个值分别表示字符串最后两个字符的9中状态,对应关系如下:
0->AA 1->AB 2->AC 3->BA 4->BB 5->BC 6->CA 7->CB 8->CC
那么dp[i][0]就表示长度为i并且最后两位字符为AA的暗黑的字符串的个数,其他同理。
上述状态转移方程中第一个式子表达的意思就是:
长度为i+1并且最后两个字符为AA的字符串来源有三类:长度为i并且最后两个字符为AA或BA或CA的字符串,添加字符A即可;其它式子同理;
要注意这里用long来保存,不然大数据通过不了。
public class Main {public static void main(String[] args) {// TODO Auto-generated method stubint AA=0,AB=1,AC=2,BA=3,BB=4,BC=5,CA=6,CB=7,CC=8;long[][] dp=new long[31][9];Arrays.fill(dp[2], 1);for(int i=2;i<30;i++){dp[i+1][AA]=dp[i][AA]+dp[i][BA]+dp[i][CA];dp[i+1][AB]=dp[i][AA]+dp[i][BA];dp[i+1][AC]=dp[i][AA]+dp[i][CA];dp[i+1][BA]=dp[i][AB]+dp[i][BB];dp[i+1][BB]=dp[i][AB]+dp[i][BB]+dp[i][CB];dp[i+1][BC]=dp[i][BB]+dp[i][CB];dp[i+1][CA]=dp[i][AA]+dp[i][AC];dp[i+1][CB]=dp[i][BC]+dp[i][CC];dp[i+1][CC]=dp[i][AC]+dp[i][BC]+dp[i][CC];}Scanner sc=new Scanner(System.in);while(sc.hasNext()){int n=sc.nextInt();long result=0;for(int i=0;i<9;i++){result+=dp[n][i];}System.out.println(result);}}}另外一种思路,比较难想:
当前位置的纯净只跟前两个字母有关
假设 f(n)=s(n)+d(n) (s(n)表示前两个字母相同比如AA,D(n)表示两个字母不同比如AB)
对于s(n-1) 当前字母可以取ABC中任意一种情况,即3*s(n-1)
对于d(n-1) 当前字母只能去前两个字母中的任何一个,即2*d(n-1)
f(n)=3*s(n-1)+2*d(n-1)=2f(n-1)+s(n-1)
现在剩余一个s(n-1)待求解
我们这样想s(n)跟之前的字母又有什么关系呢
对于s(n-1) AA 第三个字母只能跟之前一样AAA 才能得到s(n)
对于d(n-1) AB 第三个字母只有跟最后一个一样ABB 才能得到s(n)
可以得到结论 s(n)=s(n-1)+d(n-1)=f(n-1)
原表达式可以修改为
f(n)=2*f(n-1)+f(n-2) 这样就可以用动态规划了
源代码如下:
import java.util.*; public class Main { public static void main(String args[]) { Scanner in=new Scanner(System.in); while(in.hasNextInt()) { int n=in.nextInt(); long[] dp=new long[n+1]; dp[1]=3; dp[2]=9; for(int i=3;i<=n;i++) { dp[i]=2*dp[i-1]+dp[i-2]; } System.out.println(dp[n]); } } }
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