给定一个由n个小写字母组成的字符串s,需要使用最少数量的钱币来压缩它。
时间: 2023-04-26 16:00:27 浏览: 140
题目描述:
给定一个由n个小写字母组成的字符串s,需要使用最少数量的钱币来压缩它。
解题思路:
这道题可以使用哈夫曼编码来解决。哈夫曼编码是一种前缀编码,它的特点是将出现频率较高的字符用较短的编码表示,而将出现频率较低的字符用较长的编码表示,从而达到压缩数据的目的。
具体做法是,首先统计每个字符在字符串中出现的次数,然后将每个字符看作一个节点,将它们按照出现次数从小到大排序,然后每次取出出现次数最小的两个节点,将它们合并成一个新节点,新节点的出现次数为两个节点的出现次数之和,然后将新节点插入到原来的节点序列中,重复上述步骤,直到只剩下一个节点为止。最后,将每个字符的编码表示出来,将字符串压缩成一个二进制串,计算出需要的钱币数量即可。
代码实现:
以下是Python代码实现:
相关问题
给定一个由n个小写字母组成的字符串s,需要使用最少数量的钱币来压缩它。 压缩该字符串,必须将s表示为多个相互连接的非空字符串: s=t1t2...tk,其中第 i 个字符串按照下列两种方法之一编码: 如果|ti|=1,也就是说 ti为单个字符组成的字符串,编码时需要支付a个钱币 如果ti是t1t2...ti-1的子串,编码时需要支付b个钱币 你的任务是计算压缩给定的字符串需要花费的最小钱币数。
### 回答1:
该任务是压缩给定的字符串s,需要使用最少数量的钱币来压缩它。压缩后的字符串s必须表示为多个相互连接的非空字符串:s = t1t2...tk。其中,第i个字符串可以按照以下两种方法之一进行编码:如果|ti|=1,则ti为由单个字符组成的字符串,编码需要支付a个钱币。如果ti=tj-1tj,则ti可由前面的字符串表示为 tj-1tj,编码需要支付b个钱币。你的任务是计算压缩给定字符串s所需的最小花费,以最小数量的钱币为单位。
### 回答2:
首先,我们可以观察到,如果一个子串可以由前面的某个子串组合而成,那么最好是使用第二种方法来进行编码,因为这样可以让总的花费最小化。所以,我们可以考虑使用动态规划的方法来解决这个问题。
具体地,我们可以定义一个一维数组dp,其中dp[i]表示字符串s的前i个字符所需的最小花费。那么,我们可以根据这个定义,得到以下的递推公式:
dp[i] = min{ dp[j] + b } (j < i 且 s[j+1,i]是s[1,j]的子串) 或者 dp[j] + a (j < i)
其中,s[j+1,i]表示s的第j+1到第i个字符组成的子串,而s[1,j]表示s的前j个字符组成的子串。这个递推公式的意义是,我们对于s的第i个字符,可以选择以它作为单独的一个字符串来进行编码,也可以选择将它与前面的某个字符串组合在一起来进行编码。
最终的答案就是dp[n],也就是字符串的整个长度所需的最小花费。
实现上,我们可以先使用一个哈希表来存储字符串s的所有前缀(即s的前1个字符、前2个字符、前3个字符等等),然后再使用一个二维数组match来记录所有的s[i,j]是否为s[1,i-1]的子串。这样,我们就可以快速地判断一个字符串是否为另一个字符串的子串了。
具体实现时,我们可以先将dp数组全部初始化为一个很大的数(比如n*a),然后将dp[1]初始化为a,表示字符串的第一个字符需要花费a个钱币来进行编码。然后,我们从i=2遍历到n,对于每个i,都枚举它前面的所有位置j,判断s[j+1,i]是否为s[1,j]的子串,如果是的话,就更新dp[i]的值,否则,就使用第一种方法进行编码。
最终,dp[n]就是我们需要的答案。由于每次更新dp[i]的时间复杂度为O(n),而外层循环共进行了n次,所以总的时间复杂度为O(n^2)。同时,哈希表和match数组的预处理时间为O(n^2),空间复杂度也为O(n^2)。
### 回答3:
首先,我们可以通过动态规划来解决这个问题。
定义状态dp[i]表示前i个字符的最小花费。那么,对于每个状态dp[i],我们需要考虑两种情况:
1.将第i个字符单独成一个字符串,花费是a。
2.将前面的某个字符串延伸到第i个字符,花费是b。这个字符串可以是s[1:i-1]的任意一个前缀。
于是,我们可以得出状态转移方程:
dp[i] = min(dp[j]+a, dp[k]+b) (1 <= j < i, s[j:i]是一个子串, 1 <= k < j)
这个方程的含义是,要得到dp[i]的最小花费,我们需要在前i-1个字符中找到一个前缀s[j:i],使得dp[j]+b的花费最小,或者将第i个字符单独成一个字符串,花费是a。
最后,答案是dp[n],因为要压缩的字符串是s[1:n]。
下面给出具体的算法步骤:
1.初始化dp[0]为0,dp[i]为a*i(因为前i个都是单独的字符)。
2.从2到n遍历每个字符i,每次都要计算dp[i]的值。
3.对于每个字符i,需要遍历前面的字符j,找到一个最大的k,使得s[k:j]是s[j:i]的前缀。然后计算dp[i]的值。
4.最后,返回dp[n]就是最小花费。
时间复杂度为O(n^2),空间复杂度为O(n)。
下面是具体的代码实现(使用了一个辅助数组pre[i]表示s[1:i]中任意一个前缀的起始位置,方便寻找子串):
java给定一个由英文小写字母组成的字符串。请将此字符串拆分成最少数量的子字符串,以使每个子字符串的字母都不会出现多次。
这个问题可以使用贪心算法来解决。我们可以遍历整个字符串,对于每个字符,我们尝试将其作为一个子字符串的起点,并向后扫描,直到找到一个字符在之前已经出现过的位置。在此期间,我们可以通过哈希表或者数组来记录当前子字符串中的字符是否出现过。一旦我们找到了一个字符在之前已经出现过的位置,我们就将该位置作为新的起点,继续向后扫描。
以下是 Java 代码实现:
```java
public static int minSplit(String s) {
int n = s.length();
int[] last = new int[26];
Arrays.fill(last, -1);
int res = 0, start = 0;
for (int i = 0; i < n; i++) {
int index = s.charAt(i) - 'a';
if (last[index] >= start) {
res++;
start = i;
}
last[index] = i;
}
return res + 1;
}
```
时间复杂度为 $O(n)$,其中 $n$ 是字符串的长度。