logo

TechCodeview

Tel substrings met k verschillende karakters

Gegeven een string s die alleen uit kleine Engelse letters en een geheel getal k bestaat, telt u het totale aantal substrings (niet noodzakelijk verschillend) van s die precies k verschillende karakters bevatten.
Opmerking:

  • Een substring is een aaneengesloten reeks tekens binnen een string.
  • Substrings die identiek zijn maar op verschillende posities voorkomen, moeten elk afzonderlijk worden geteld.

Voorbeelden:  



Invoer: s = 'abc' k = 2
Uitgang: 2
Uitleg: Mogelijke subtekenreeksen zijn ['ab' 'bc']

Invoer: s = 'aba' k = 2
Uitgang: 3
Uitleg: Mogelijke subtekenreeksen zijn ['ab' 'ba' 'aba']

netwerkbesturingssysteem

Invoer: s = 'AA' k = 1
Uitgang: 3
Uitleg: Mogelijke subtekenreeksen zijn ['a' 'a' 'aa']



Inhoudsopgave

[Naïeve aanpak] Alle substrings controleren - O(n^2) tijd en O(1) ruimte

Het idee is om elke mogelijke substring te controleren door alle mogelijke startposities (i) en eindposities (j) in de string te doorlopen. Houd voor elke substring een Booleaanse array bij om verschillende karakters bij te houden, en een teller voor het aantal verschillende karakters. Terwijl de subtekenreeks van links naar rechts wordt uitgebreid, wordt het aantal afzonderlijke tekens bijgewerkt door te controleren of elk nieuw teken al eerder is gezien. Wanneer het aantal verschillende karakters exact overeenkomt met de gegeven k, wordt het aantal antwoorden verhoogd.

rekenkundige logische eenheid
C++ 
#include    #include  using namespace std; int countSubstr(string &s int k) {  int n = s.length();  int ans = 0;    for (int i=0; i<n; i++) {    // array to check if a character   // is present in substring i..j  vector<bool> map(26 0);  int distinctCnt = 0;    for (int j=i; j<n; j++) {    // if new character is present  // increment distinct count.  if (map[s[j] - 'a'] == false) {  map[s[j] - 'a'] = true;  distinctCnt++;  }    // if distinct count is equal to k.  if (distinctCnt == k) ans++;  }  }    return ans; } int main() {  string s = 'abc';  int k = 2;    cout << countSubstr(s k);  return 0; }
Java 
class GfG {  static int countSubstr(String s int k) {  int n = s.length();  int ans = 0;  for (int i = 0; i < n; i++) {  // array to check if a character   // is present in substring i..j  boolean[] map = new boolean[26];  int distinctCnt = 0;  for (int j = i; j < n; j++) {  // if new character is present  // increment distinct count.  if (!map[s.charAt(j) - 'a']) {  map[s.charAt(j) - 'a'] = true;  distinctCnt++;  }  // if distinct count is equal to k.  if (distinctCnt == k) ans++;  }  }  return ans;  }  public static void main(String[] args) {  String s = 'abc';  int k = 2;  System.out.println(countSubstr(s k));  } }
Python 
def countSubstr(s k): n = len(s) ans = 0 for i in range(n): # array to check if a character  # is present in substring i..j map = [False] * 26 distinctCnt = 0 for j in range(i n): # if new character is present # increment distinct count. if not map[ord(s[j]) - ord('a')]: map[ord(s[j]) - ord('a')] = True distinctCnt += 1 # if distinct count is equal to k. if distinctCnt == k: ans += 1 return ans if __name__ == '__main__': s = 'abc' k = 2 print(countSubstr(s k))
C# 
using System; class GfG {  static int countSubstr(string s int k) {  int n = s.Length;  int ans = 0;  for (int i = 0; i < n; i++) {  // array to check if a character   // is present in substring i..j  bool[] map = new bool[26];  int distinctCnt = 0;  for (int j = i; j < n; j++) {  // if new character is present  // increment distinct count.  if (!map[s[j] - 'a']) {  map[s[j] - 'a'] = true;  distinctCnt++;  }  // if distinct count is equal to k.  if (distinctCnt == k) ans++;  }  }  return ans;  }  static void Main() {  string s = 'abc';  int k = 2;  Console.WriteLine(countSubstr(s k));  } }
JavaScript 
function countSubstr(s k) {  let n = s.length;  let ans = 0;  for (let i = 0; i < n; i++) {  // array to check if a character   // is present in substring i..j  let map = new Array(26).fill(false);  let distinctCnt = 0;  for (let j = i; j < n; j++) {  // if new character is present  // increment distinct count.  if (!map[s.charCodeAt(j) - 'a'.charCodeAt(0)]) {  map[s.charCodeAt(j) - 'a'.charCodeAt(0)] = true;  distinctCnt++;  }  // if distinct count is equal to k.  if (distinctCnt === k) ans++;  }  }  return ans; } // Driver Code let s = 'abc'; let k = 2; console.log(countSubstr(s k));

Uitvoer 
2

[Efficiënte aanpak] Met behulp van de glijdende venstermethode - O(n) tijd en O(1) ruimte

Het idee is om te gebruiken schuifraam techniek om substrings met maximaal k verschillende karakters efficiënt te tellen en vervolgens het aantal substrings met maximaal k-1 verschillende karakters af te trekken om het aantal substrings met precies k verschillende karakters te verkrijgen.



Stap voor stap implementatie:

  • Gebruik een schuifvenster met een array van grootte 26 om karakterfrequenties bij te houden.
  • Vouw het venster naar rechts uit en voeg tekens toe.
  • Verklein het venster vanaf de linkerkant wanneer verschillende tekens groter zijn dan k.
  • Tel alle geldige subtekenreeksen binnen het venster.
  • Trek subtekenreeksen met k-1 verschillende karakters af van k verschillende karakters.
C++ 
#include    #include  using namespace std; // function which finds the number of  // substrings with atmost k Distinct // characters. int count(string &s int k) {  int n = s.length();  int ans = 0;    // use sliding window technique  vector<int> freq(26 0);  int distinctCnt = 0;  int i = 0;    for (int j = 0; j < n; j++) {    // expand window and add character  freq[s[j] - 'a']++;  if (freq[s[j] - 'a'] == 1) distinctCnt++;    // shrink window if distinct characters exceed k  while (distinctCnt > k) {  freq[s[i] - 'a']--;  if (freq[s[i] - 'a'] == 0) distinctCnt--;  i++;  }    // add number of valid substrings ending at j  ans += j - i + 1;  }    return ans; } // function to find the number of substrings // with exactly k Distinct characters. int countSubstr(string &s int k) {  int n = s.length();  int ans = 0;    // subtract substrings with at most   // k-1 distinct characters from substrings  // with at most k distinct characters  ans = count(s k) - count(s k-1);    return ans; } int main() {  string s = 'abc';  int k = 2;  cout << countSubstr(s k);  return 0; }
Java 
class GfG {  // function which finds the number of   // substrings with atmost k Distinct  // characters.  static int count(String s int k) {  int n = s.length();  int ans = 0;  // use sliding window technique  int[] freq = new int[26];  int distinctCnt = 0;  int i = 0;  for (int j = 0; j < n; j++) {  // expand window and add character  freq[s.charAt(j) - 'a']++;  if (freq[s.charAt(j) - 'a'] == 1) distinctCnt++;  // shrink window if distinct characters exceed k  while (distinctCnt > k) {  freq[s.charAt(i) - 'a']--;  if (freq[s.charAt(i) - 'a'] == 0) distinctCnt--;  i++;  }  // add number of valid substrings ending at j  ans += j - i + 1;  }  return ans;  }  // function to find the number of substrings  // with exactly k Distinct characters.  static int countSubstr(String s int k) {  int n = s.length();  int ans = 0;  // Subtract substrings with at most   // k-1 distinct characters from substrings  // with at most k distinct characters  ans = count(s k) - count(s k - 1);  return ans;  }  public static void main(String[] args) {  String s = 'abc';  int k = 2;  System.out.println(countSubstr(s k));  } }
Python 
# function which finds the number of  # substrings with atmost k Distinct # characters. def count(s k): n = len(s) ans = 0 # ese sliding window technique freq = [0] * 26 distinctCnt = 0 i = 0 for j in range(n): # expand window and add character freq[ord(s[j]) - ord('a')] += 1 if freq[ord(s[j]) - ord('a')] == 1: distinctCnt += 1 # shrink window if distinct characters exceed k while distinctCnt > k: freq[ord(s[i]) - ord('a')] -= 1 if freq[ord(s[i]) - ord('a')] == 0: distinctCnt -= 1 i += 1 # add number of valid substrings ending at j ans += j - i + 1 return ans # function to find the number of substrings # with exactly k Distinct characters. def countSubstr(s k): n = len(s) ans = 0 # subtract substrings with at most  # k-1 distinct characters from substrings # with at most k distinct characters ans = count(s k) - count(s k - 1) return ans if __name__ == '__main__': s = 'abc' k = 2 print(countSubstr(s k))
C# 
using System; class GfG {  // function which finds the number of   // substrings with atmost k Distinct  // characters.  static int count(string s int k) {  int n = s.Length;  int ans = 0;  // use sliding window technique  int[] freq = new int[26];  int distinctCnt = 0;  int i = 0;  for (int j = 0; j < n; j++) {  // expand window and add character  freq[s[j] - 'a']++;  if (freq[s[j] - 'a'] == 1) distinctCnt++;  // shrink window if distinct characters exceed k  while (distinctCnt > k) {  freq[s[i] - 'a']--;  if (freq[s[i] - 'a'] == 0) distinctCnt--;  i++;  }  // add number of valid substrings ending at j  ans += j - i + 1;  }  return ans;  }  // function to find the number of substrings  // with exactly k Distinct characters.  static int countSubstr(string s int k) {  int n = s.Length;  int ans = 0;  // subtract substrings with at most   // k-1 distinct characters from substrings  // with at most k distinct characters  ans = count(s k) - count(s k - 1);  return ans;  }  static void Main() {  string s = 'abc';  int k = 2;  Console.WriteLine(countSubstr(s k));  } }
JavaScript 
// function which finds the number of  // substrings with atmost k Distinct // characters. function count(s k) {  let n = s.length;  let ans = 0;  // use sliding window technique  let freq = new Array(26).fill(0);  let distinctCnt = 0;  let i = 0;  for (let j = 0; j < n; j++) {  // expand window and add character  freq[s.charCodeAt(j) - 'a'.charCodeAt(0)]++;  if (freq[s.charCodeAt(j) - 'a'.charCodeAt(0)] === 1)  distinctCnt++;  // shrink window if distinct characters exceed k  while (distinctCnt > k) {  freq[s.charCodeAt(i) - 'a'.charCodeAt(0)]--;  if (freq[s.charCodeAt(i) - 'a'.charCodeAt(0)] === 0)  distinctCnt--;  i++;  }  // add number of valid substrings ending at j  ans += j - i + 1;  }  return ans; } // sunction to find the number of substrings // with exactly k Distinct characters. function countSubstr(s k) {  let n = s.length;  let ans = 0;  // subtract substrings with at most   // k-1 distinct characters from substrings  // with at most k distinct characters  ans = count(s k) - count(s k - 1);  return ans; } // Driver Code let s = 'abc'; let k = 2; console.log(countSubstr(s k));

Uitvoer 
2