[LeetCode] 890. Find and Replace Pattern 查找和替換模式

You have a list of words and a pattern, and you want to know which words in words matches the pattern.

A word matches the pattern if there exists a permutation of letters p so that after replacing every letter x in the pattern with p(x), we get the desired word.

(Recall that a permutation of letters is a bijection from letters to letters: every letter maps to another letter, and no two letters map to the same letter.)

Return a list of the words in words that match the given pattern. 

You may return the answer in any order.

Example 1:

Input: words = ["abc","deq","mee","aqq","dkd","ccc"], pattern = "abb"
Output: ["mee","aqq"]
Explanation: "mee" matches the pattern because there is a permutation {a -> m, b -> e, ...}.
"ccc" does not match the pattern because {a -> c, b -> c, ...} is not a permutation,
since a and b map to the same letter.

Note:

• 1 <= words.length <= 50
• 1 <= pattern.length = words[i].length <= 20

這道題給了咱們一個字符串數組 words，還有一個 pattern 單詞，問 words 數組中的單詞是否知足 pattern 的模式，並給了一個例子。好比 pattern 是 abb 的話，表示後兩個字母是相同的，好比 mee 和 aqq，那麼一個很直接的想法就是創建每一個單詞 word 和 pattern 中每一個字符之間的映射，好比 mee->abb 的話，就是 m->a, e->b，在創建映射以前要判斷，若已經存在了該映射，且映射值不是當前 pattern 中的對應字符時，就是沒法匹配的，好比 mm 和 ab，在第一次創建了 m->a 的映射，當遍歷到第二個m的時候，發現m的映射已經存在，但不是b，就不能再創建 m->b 的映射，則表示沒法匹配。分析到這裏，你可能感受沒啥問題，但其實咱們忽略一種狀況，word 和 pattern 中的每一個字符必須是一一對應的，任何一個方向的多對一都是不行了，好比 mn 和 aa，剛開始創建了 m->a 的映射，遍歷到n的時候，發現沒有n的映射，此時也不能創建 n->a 的映射，由於 pattern 中的a已經被佔用了，因此還須要一個 HashMap 來創建反方向的映射，只有兩個 HashMap 中都不存在的，才能創建映射，只要有一個已經存在了，直接 break 掉。在 for 循環結束後，看是否已經到達了 word 的末尾，沒有提早 break 掉的話，就將 word 加入結果 res 中便可，參見代碼以下：

解法一：

class Solution {
public:
    vector<string> findAndReplacePattern(vector<string>& words, string pattern) {
        vector<string> res;
        for (string word : words) {
            unordered_map<char, char> w2p, p2w;
            int i = 0, n = word.size();
            for (; i < n; ++i) {
                if (w2p.count(word[i]) && w2p[word[i]] != pattern[i]) break;
                w2p[word[i]] = pattern[i];
                if (p2w.count(pattern[i]) && p2w[pattern[i]] != word[i]) break;
                p2w[pattern[i]] = word[i];
            }
            if (i == n) res.push_back(word);
        }
        return res;
    }
};

咱們也能夠不用 HashMap，改用兩個長度爲 26 的數組，由於這道題貌似默認都是小寫字母，惟一麻煩一點的就是要把字母減去 'a' 來轉爲對應的座標，還有一點跟上面解法不一樣的地方就是，字母是跟起座標位置加1來創建映射（加1的緣由是默認值是0，而當 i=0 時爲了區分默認值，就要加1），由於兩個字母都跟一個特定的值相等，其實也等價於這兩個字母之間創建的映射（a->c, b->c => a->b）。總體思路仍是沒啥不一樣的，參見代碼以下：

解法二：

class Solution {
public:
    vector<string> findAndReplacePattern(vector<string>& words, string pattern) {
        vector<string> res;
        for (string word : words) {
            vector<int> w(26), p(26);
            int i = 0, n = word.size();
            for (; i < n; ++i) {
                if (w[word[i] - 'a'] != p[pattern[i] - 'a']) break;
                w[word[i] - 'a'] = p[pattern[i] - 'a'] = i + 1;
            }
            if (i == n) res.push_back(word);
        }
        return res;
    }
};

在論壇上又看到了一種解法，這種解法至關於把全部的單詞都轉爲了一種特定的模式，具體來講，就是用一個 HashMap，創建每一個字母跟其以前出現過的字母種類個數以前的映射，好比 mee->011，aqq->011，這樣相同的模式映射的值是同樣的，具體的作法是若當前字母沒有出現過，則創建和當前 HashMap 中的映射個數之間的映射，是一種很巧妙的設計思路，只不過最後又給每一個數字加上了 'a'，轉爲了字母的 pattern，即 mee->abb，aqq->abb，參見代碼以下：

解法三：

class Solution {
public:
    vector<string> findAndReplacePattern(vector<string>& words, string pattern) {
        vector<string> res;
        for (string word : words) {
            if (helper(word) == helper(pattern)) res.push_back(word);
        }
        return res;
    }
    string helper(string word) {
        unordered_map<char, int> m;
        for (char c : word) {
            if (!m.count(c)) m[c] = m.size();
        }
        for (int i = 0; i < word.size(); ++i) word[i] = 'a' + m[word[i]];
        return word;
    }
};

Github 同步地址:

https://github.com/grandyang/leetcode/issues/890

相似題目：

Repeated Substring Pattern

132 Pattern

Word Pattern II

Word Pattern

參考資料：

https://leetcode.com/problems/find-and-replace-pattern/

https://leetcode.com/problems/find-and-replace-pattern/discuss/161266/JAVA-3ms-Clear-Code

https://leetcode.com/problems/find-and-replace-pattern/discuss/161288/C%2B%2BJavaPython-Normalise-Word

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