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0763.划分字母区间.md

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763.划分字母区间

力扣题目链接

字符串 S 由小写字母组成。我们要把这个字符串划分为尽可能多的片段，同一字母最多出现在一个片段中。返回一个表示每个字符串片段的长度的列表。

示例：

  • 输入：S = "ababcbacadefegdehijhklij"
  • 输出：[9,7,8] 解释： 划分结果为 "ababcbaca", "defegde", "hijhklij"。 每个字母最多出现在一个片段中。 像 "ababcbacadefegde", "hijhklij" 的划分是错误的，因为划分的片段数较少。

提示：

  • S的长度在[1, 500]之间。
  • S只包含小写字母 'a' 到 'z' 。

算法公开课

《代码随想录》算法视频公开课：贪心算法，寻找最远的出现位置！ LeetCode：763.划分字母区间，相信结合视频在看本篇题解，更有助于大家对本题的理解。

思路

一想到分割字符串就想到了回溯，但本题其实不用回溯去暴力搜索。

题目要求同一字母最多出现在一个片段中，那么如何把同一个字母的都圈在同一个区间里呢？

如果没有接触过这种题目的话，还挺有难度的。

在遍历的过程中相当于是要找每一个字母的边界，如果找到之前遍历过的所有字母的最远边界，说明这个边界就是分割点了。此时前面出现过所有字母，最远也就到这个边界了。

可以分为如下两步：

  • 统计每一个字符最后出现的位置
  • 从头遍历字符，并更新字符的最远出现下标，如果找到字符最远出现位置下标和当前下标相等了，则找到了分割点

如图：

763.划分字母区间

明白原理之后，代码并不复杂，如下：

class Solution {
public:
    vector<int> partitionLabels(string S) {
        int hash[27] = {0}; // i为字符，hash[i]为字符出现的最后位置
        for (int i = 0; i < S.size(); i++) { // 统计每一个字符最后出现的位置
            hash[S[i] - 'a'] = i;
        }
        vector<int> result;
        int left = 0;
        int right = 0;
        for (int i = 0; i < S.size(); i++) {
            right = max(right, hash[S[i] - 'a']); // 找到字符出现的最远边界
            if (i == right) {
                result.push_back(right - left + 1);
                left = i + 1;
            }
        }
        return result;
    }
};
  • 时间复杂度：O(n)
  • 空间复杂度：O(1)，使用的hash数组是固定大小

总结

这道题目leetcode标记为贪心算法，说实话，我没有感受到贪心，找不出局部最优推出全局最优的过程。就是用最远出现距离模拟了圈字符的行为。

但这道题目的思路是很巧妙的，所以有必要介绍给大家做一做，感受一下。

补充

这里提供一种与452.用最少数量的箭引爆气球、435.无重叠区间相同的思路。

统计字符串中所有字符的起始和结束位置，记录这些区间(实际上也就是435.无重叠区间题目里的输入)，将区间按左边界从小到大排序，找到边界将区间划分成组，互不重叠。找到的边界就是答案。

class Solution {
public:
    static bool cmp(vector<int> &a, vector<int> &b) {
        return a[0] < b[0];
    }
    // 记录每个字母出现的区间
    vector<vector<int>> countLabels(string s) {
        vector<vector<int>> hash(26, vector<int>(2, INT_MIN));
        vector<vector<int>> hash_filter;
        for (int i = 0; i < s.size(); ++i) {
            if (hash[s[i] - 'a'][0] == INT_MIN) {
                hash[s[i] - 'a'][0] = i;
            }
            hash[s[i] - 'a'][1] = i;
        }
        // 去除字符串中未出现的字母所占用区间
        for (int i = 0; i < hash.size(); ++i) {
            if (hash[i][0] != INT_MIN) {
                hash_filter.push_back(hash[i]);
            }
        }
        return hash_filter;
    }
    vector<int> partitionLabels(string s) {
        vector<int> res;
        // 这一步得到的 hash 即为无重叠区间题意中的输入样例格式：区间列表
        // 只不过现在我们要求的是区间分割点
        vector<vector<int>> hash = countLabels(s);
        // 按照左边界从小到大排序
        sort(hash.begin(), hash.end(), cmp);
        // 记录最大右边界
        int rightBoard = hash[0][1];
        int leftBoard = 0;
        for (int i = 1; i < hash.size(); ++i) {
            // 由于字符串一定能分割，因此,
            // 一旦下一区间左边界大于当前右边界，即可认为出现分割点
            if (hash[i][0] > rightBoard) {
                res.push_back(rightBoard - leftBoard + 1);
                leftBoard = hash[i][0];
            }
            rightBoard = max(rightBoard, hash[i][1]);
        }
        // 最右端
        res.push_back(rightBoard - leftBoard + 1);
        return res;
    }
};

其他语言版本

Java

class Solution {
    public List<Integer> partitionLabels(String S) {
        List<Integer> list = new LinkedList<>();
        int[] edge = new int[26];
        char[] chars = S.toCharArray();
        for (int i = 0; i < chars.length; i++) {
            edge[chars[i] - 'a'] = i;
        }
        int idx = 0;
        int last = -1;
        for (int i = 0; i < chars.length; i++) {
            idx = Math.max(idx,edge[chars[i] - 'a']);
            if (i == idx) {
                list.add(i - last);
                last = i;
            }
        }
        return list;
    }
}

class Solution{
    /*解法二： 上述c++补充思路的Java代码实现*/
    
    public  int[][] findPartitions(String s) {
        List<Integer> temp = new ArrayList<>();
        int[][] hash = new int[26][2];//26个字母2列 表示该字母对应的区间

        for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
            //更新字符c对应的位置i
            char c = s.charAt(i);
            if (hash[c - 'a'][0] == 0) hash[c - 'a'][0] = i;

            hash[c - 'a'][1] = i;

            //第一个元素区别对待一下
            hash[s.charAt(0) - 'a'][0] = 0;
        }


        List<List<Integer>> h = new LinkedList<>();
        //组装区间
        for (int i = 0; i < 26; i++) {
            //if (hash[i][0] != hash[i][1]) {
            temp.clear();
            temp.add(hash[i][0]);
            temp.add(hash[i][1]);
            //System.out.println(temp);
            h.add(new ArrayList<>(temp));
            // }
        }
        // System.out.println(h);
        // System.out.println(h.size());
        int[][] res = new int[h.size()][2];
        for (int i = 0; i < h.size(); i++) {
            List<Integer> list = h.get(i);
            res[i][0] =  list.get(0);
            res[i][1] =  list.get(1);
        }

        return res;

    }

    public  List<Integer> partitionLabels(String s) {
        int[][] partitions = findPartitions(s);
        List<Integer> res = new ArrayList<>();
        Arrays.sort(partitions, (o1, o2) -> Integer.compare(o1[0], o2[0]));
        int right = partitions[0][1];
        int left = 0;
        for (int i = 0; i < partitions.length; i++) {
            if (partitions[i][0] > right) {
                //左边界大于右边界即可纪委一次分割
                res.add(right - left + 1);
                left = partitions[i][0];
            }
            right = Math.max(right, partitions[i][1]);

        }
        //最右端
        res.add(right - left + 1);
        return res;

    }
}

Python

贪心（版本一）

class Solution:
    def partitionLabels(self, s: str) -> List[int]:
        last_occurrence = {}  # 存储每个字符最后出现的位置
        for i, ch in enumerate(s):
            last_occurrence[ch] = i

        result = []
        start = 0
        end = 0
        for i, ch in enumerate(s):
            end = max(end, last_occurrence[ch])  # 找到当前字符出现的最远位置
            if i == end:  # 如果当前位置是最远位置，表示可以分割出一个区间
                result.append(end - start + 1)
                start = i + 1

        return result

贪心（版本二）与452.用最少数量的箭引爆气球 (opens new window)、435.无重叠区间 (opens new window)相同的思路。

class Solution:
    def countLabels(self, s):
        # 初始化一个长度为26的区间列表，初始值为负无穷
        hash = [[float('-inf'), float('-inf')] for _ in range(26)]
        hash_filter = []
        for i in range(len(s)):
            if hash[ord(s[i]) - ord('a')][0] == float('-inf'):
                hash[ord(s[i]) - ord('a')][0] = i
            hash[ord(s[i]) - ord('a')][1] = i
        for i in range(len(hash)):
            if hash[i][0] != float('-inf'):
                hash_filter.append(hash[i])
        return hash_filter

    def partitionLabels(self, s):
        res = []
        hash = self.countLabels(s)
        hash.sort(key=lambda x: x[0])  # 按左边界从小到大排序
        rightBoard = hash[0][1]  # 记录最大右边界
        leftBoard = 0
        for i in range(1, len(hash)):
            if hash[i][0] > rightBoard:  # 出现分割点
                res.append(rightBoard - leftBoard + 1)
                leftBoard = hash[i][0]
            rightBoard = max(rightBoard, hash[i][1])
        res.append(rightBoard - leftBoard + 1)  # 最右端
        return res

Go

func partitionLabels(s string) []int {
    var res []int;
    var marks [26]int;
    size, left, right := len(s), 0, 0;
    for i := 0; i < size; i++ {
        marks[s[i] - 'a'] = i;
    }
    for i := 0; i < size; i++ {
        right = max(right, marks[s[i] - 'a']);
        if i == right {
            res = append(res, right - left + 1);
            left = i + 1;
        }
    }
    return res;
}

func max(a, b int) int {
    if a < b {
        a = b;
    }
    return a;
}

Javascript

var partitionLabels = function(s) {
    let hash = {}
    for(let i = 0; i < s.length; i++) {
        hash[s[i]] = i
    }
    let result = []
    let left = 0
    let right = 0
    for(let i = 0; i < s.length; i++) {
        right = Math.max(right, hash[s[i]])
        if(right === i) {
            result.push(right - left + 1)
            left = i + 1
        }
    }
    return result
};

TypeScript

function partitionLabels(s: string): number[] {
    const length: number = s.length;
    const resArr: number[] = [];
    const helperMap: Map<string, number> = new Map();
    for (let i = 0; i < length; i++) {
        helperMap.set(s[i], i);
    }
    let left: number = 0;
    let right: number = 0;
    for (let i = 0; i < length; i++) {
        right = Math.max(helperMap.get(s[i])!, right);
        if (i === right) {
            resArr.push(i - left + 1);
            left = i + 1;
        }
    }
    return resArr;
};

Scala

object Solution {
  import scala.collection.mutable
  def partitionLabels(s: String): List[Int] = {
    var hash = new Array[Int](26)
    for (i <- s.indices) {
      hash(s(i) - 'a') = i
    }

    var res = mutable.ListBuffer[Int]()
    var (left, right) = (0, 0)
    for (i <- s.indices) {
      right = math.max(hash(s(i) - 'a'), right)
      if (i == right) {
        res.append(right - left + 1)
        left = i + 1
      }
    }

    res.toList
  }
}

Rust

impl Solution {
    pub fn partition_labels(s: String) -> Vec<i32> {
        let mut hash = vec![0; 26];
        for (i, &c) in s.as_bytes().iter().enumerate() {
            hash[(c - b'a') as usize] = i;
        }
        let mut res = vec![];
        let (mut left, mut right) = (0, 0);
        for (i, &c) in s.as_bytes().iter().enumerate() {
            right = right.max(hash[(c - b'a') as usize]);
            if i == right {
                res.push((right - left + 1) as i32);
                left = i + 1;
            }
        }
        res
    }
}

C#

public class Solution
{
    public IList<int> PartitionLabels(string s)
    {
        int[] location = new int[27];
        for (int i = 0; i < s.Length; i++)
        {
            location[s[i] - 'a'] = i;
        }
        List<int> res = new List<int>();
        int left = 0, right = 0;
        for (int i = 0; i < s.Length; i++)
        {
            right = Math.Max(right, location[s[i] - 'a']);
            if (i == right)
            {
                res.Add(right - left + 1);
                left = i + 1;
            }
        }
        return res;
    }
}