巧妙运用最短补全词，敲开解题之路

2023-11-19 06:11:48

引言

算法面试中，字符串操作题可谓一道道拦路虎，想成功过关，唯有熟练掌握各种字符串匹配技巧。LeetCode 92.最短补全词便是其中一道经典题目，它不仅考察你的算法思维，还考验你对字符串操作的理解深度。本文将带领你深入剖析此题，从题解入手，逐层剥离问题本质，教你巧妙运用字符串匹配技巧，轻松解题，为算法面试之路保驾护航。

原题样例：最短补全词

给你一个字符串 licensePlate 和一个字符串数组 words ，请你找出并返回 words 中最短的补全词。补全词的定义为：当 licensePlate 中的每个字母都可以在 words 中找到时，那么 words 中的这个字符串就是 licensePlate 的补全词。注意：大小写有区别。

示例 1：

输入：licensePlate = "1s3 PSt", words = ["step", "steps", "stripe", "stepple"]
输出："step"

示例 2：

输入：licensePlate = "1s3 456", words = ["looks", "pest", "stew", "show"]
输出："pest"

问题本质

乍一看，这道题似乎有些复杂，但如果你能剥离表象，深入挖掘问题的本质，你会发现它其实考察的重点在于字符串匹配。本质上，你需要找出 words 中所有包含 licensePlate 中所有字母的字符串，再从中选出最短的那个。

巧用字符串匹配技巧

要解决这道题，巧妙运用字符串匹配技巧至关重要。这里推荐两种常见的匹配方法：

1. 哈希表法：

哈希表以键值对的形式存储数据，利用其快速查找和检索的特性，我们可以将 licensePlate 中的每个字符作为键，出现次数作为值，存储在一个哈希表中。然后，遍历 words 中的每个字符串，将该字符串中的每个字符与其在哈希表中的对应值进行比较。如果哈希表中不存在该字符，或者哈希表中该字符的出现次数小于字符串中该字符的出现次数，则该字符串不是补全词。

2. 计数器法：

计数器法利用数组或字典来记录每个字母出现的次数。我们同样可以将 licensePlate 中的每个字符作为键，出现次数作为值，存储在一个计数器中。然后，遍历 words 中的每个字符串，将该字符串中的每个字符与计数器中的对应值进行比较。如果计数器中不存在该字符，或者计数器中该字符的出现次数小于字符串中该字符的出现次数，则该字符串不是补全词。

具体解法

掌握了字符串匹配技巧后，我们就可以着手编写代码了。下面是两种方法的具体实现：

哈希表法：

def shortestCompletingWord(licensePlate, words):
    # 转换为小写并过滤非字母字符
    licensePlate = licensePlate.lower()
    licensePlate = ''.join(filter(str.isalpha, licensePlate))

    # 创建哈希表存储 licensePlate 中字符及其出现次数
    char_count = {}
    for char in licensePlate:
        if char in char_count:
            char_count[char] += 1
        else:
            char_count[char] = 1

    # 遍历 words 中的每个字符串
    shortest_word = ""
    for word in words:
        # 创建当前字符串的字符计数器
        word_count = {}
        for char in word:
            if char in word_count:
                word_count[char] += 1
            else:
                word_count[char] = 1

        # 检查当前字符串是否满足补全条件
        is_completing = True
        for char, count in char_count.items():
            if char not in word_count or word_count[char] < count:
                is_completing = False
                break

        # 更新最短补全词
        if is_completing and (not shortest_word or len(word) < len(shortest_word)):
            shortest_word = word

    return shortest_word

计数器法：

def shortestCompletingWord(licensePlate, words):
    # 转换为小写并过滤非字母字符
    licensePlate = licensePlate.lower()
    licensePlate = ''.join(filter(str.isalpha, licensePlate))

    # 创建计数器存储 licensePlate 中字符及其出现次数
    char_count = {}
    for char in licensePlate:
        if char in char_count:
            char_count[char] += 1
        else:
            char_count[char] = 1

    # 遍历 words 中的每个字符串
    shortest_word = ""
    for word in words:
        # 创建当前字符串的字符计数器
        word_count = [0] * 26
        for char in word:
            index = ord(char) - ord('a')
            word_count[index] += 1

        # 检查当前字符串是否满足补全条件
        is_completing = True
        for char, count in char_count.items():
            index = ord(char) - ord('a')
            if word_count[index] < count:
                is_completing = False
                break

        # 更新最短补全词
        if is_completing and (not shortest_word or len(word) < len(shortest_word)):
            shortest_word = word

    return shortest_word