Leetcode - Scramble String

Screenshot from 2016-01-31 21:01:22.png

My code:

public class Solution {
    public boolean isScramble(String s1, String s2) {
        if (s1 == null || s2 == null)
            return false;
        else if (s1.length() != s2.length())
            return false;
        else if (!isSame(s1, s2))
            return false;
        else if (s1.equals(s2))
            return true;
        /** split string: [0, i), [i, s1.length()) */
        for (int i = 1; i < s1.length(); i++) {
            String s11 = s1.substring(0, i);
            String s12 = s1.substring(i, s1.length());
            String s21 = s2.substring(0, i);
            String s22 = s2.substring(i, s2.length());
            String s23 = s2.substring(s1.length() - i, s1.length());
            String s24 = s2.substring(0, s1.length() - i);
            if (isScramble(s11, s21) && isScramble(s12, s22))
                return true;
            if (isScramble(s11, s23) && isScramble(s12, s24))
                return true;
        }
        return false;
    }
    
    private boolean isSame(String s1, String s2) {
        char[] c1 = s1.toCharArray();
        char[] c2 = s2.toCharArray();
        Arrays.sort(c1);
        Arrays.sort(c2);
        s1 = new String(c1);
        s2 = new String(c2);
        return s1.equals(s2);
    }
}

這道題目我是沒有思路的。看了答案之后才有了思路。
這個解法是暴力解法,具體復雜度是多少,我覺得是 2 ^ n
s1, s2, 如果從 i 處切開
那么就比較,
s1[0, i) with s2[0, i) and s1[i, len) with s2[i, len) 是否為scramble
然后這兩個子串可以繼續遞歸下去。
這是一種情況。
第二種情況,
s1[0, i) with s2[len - i, len) and s1[i, len) with s2[0, len - i) 是否為scramble
這兩種情況只要有一種情況是scramble,就return true,否則return false
然后進一步遞歸下去。
復雜度個人估計,O(2 ^ n)

解法2,
Dynamic Programming
My code:

public class Solution {
    public boolean isScramble(String s1, String s2) {
        if (s1 == null || s2 == null)
            return false;
        else if (s1.length() != s2.length())
            return false;
        else if (!isSame(s1, s2))
            return false;
        else if (s1.equals(s2))
            return true;
        /** using dp 
         *  dp[i][j]][k] = 1 means s1.substring(i, i + k) and s2.substring(j, j + k) is scramble
         */
        int len = s1.length();
        int[][][] dp = new int[len][len][len + 1];
        /** for single character, if s1(i) == s2(j), then dp[i][j][1] = 1 */
        for (int i = 0; i < len; i++) {
            for (int j = 0; j < len; j++) {
                if (s1.charAt(i) == s2.charAt(j))
                    dp[i][j][1] = 1;
            }
        }
        /** start at i, j with len, split at k, 
         * if dp[i][j][k - i] && dp[k][j + k - i][len - (k - i)] is true
         * Or dp[i][j + len - (k - i)][k - i] && dp[k][j][len - (k - i)] is true
         * then dp[i][j][len] is true
         */
         for (int l = 2; l <= len; l++) {
             for (int i = 0; i <= len - l; i++) {
                 for (int j = 0; j <= len - l; j++) {
                     /** split at offset, i + offset, [i, offset), [i + offset, i + l) */
                     for (int offset = 1; offset < l; offset++) {
                         if (dp[i][j][offset] == 1 && dp[i + offset][j + offset][l - offset] == 1)
                            dp[i][j][l] = 1;
                        if (dp[i][j + l - offset][offset] == 1 && dp[i + offset][j][l - offset] == 1)
                            dp[i][j][l] = 1;
                     }
                 }
             }
         }
         return dp[0][0][len] == 1;
    }
    
    private boolean isSame(String s1, String s2) {
        char[] c1 = s1.toCharArray();
        char[] c2 = s2.toCharArray();
        Arrays.sort(c1);
        Arrays.sort(c2);
        s1 = new String(c1);
        s2 = new String(c2);
        return s1.equals(s2);
    }
}

這個解法的思路其實和解法1很類似,但是采用了dp
這也是我第一次意識到,dp到底是什么東西。
Dp就是一臺機器,狀態機。你給定,
初始狀態,
一套狀態跳轉到下一個狀態的規則。
然后讓他運行。
固定次數后,出來的結果,或者說,模擬的結果,
就是你要的結果。
所以,dp的關鍵是,


  1. dp[][] 的物理意義,也有可能是三維數組
  2. 初始狀態
  3. 狀態間的轉換規則

dp 的好處是,一旦你找到了這三個,那么,再難的題目,也可以在Np-complete的情況下完成。
但是,問題是,首先,很難抽象出dp的物理意義。
其次,無論情況多么簡單,依然會用最復雜的dp去跑。也就是說,他的運行次數是固定的,不會中途結束或者跳一大段。

  1. Longest Palindromic Substring
    http://www.lxweimin.com/p/4befb2f27ef1
    類似于這個,也是dp

greedy的話,就會根據具體情況具體分析,情況好的時候,會跑的很快,不會是一臺規定不變的機器。

參考網頁:
http://blog.csdn.net/ljiabin/article/details/44537523
http://www.jiuzhang.com/solutions/scramble-string/

Anyway, Good luck, Richardo!

My code:

public class Solution {
    /**
     * @param s1 A string
     * @param s2 Another string
     * @return whether s2 is a scrambled string of s1
     */
     
     private boolean checkScramble(String s1,int start1, String s2, int start2, int k, int [][][]visit) {
        if(visit[start1][start2][k] == 1)
            return true;
        if(visit[start1][start2][k] ==-1)
            return false;
        
        
        if (s1.length() != s2.length()) {
            visit[start1][start2][k] = -1;
            return false;
        }
        
        if (s1.length() == 0 || s1.equals(s2)) {
            visit[start1][start2][k] = 1;
            return true;
        }
        
        if (!isValid(s1, s2)) {
            visit[start1][start2][k] = -1;
            return false;
        }// Base Cases
        
        
        for (int i = 1; i < s1.length(); i++) {
            String s11 = s1.substring(0, i);
            String s12 = s1.substring(i, s1.length());
            
            String s21 = s2.substring(0, i);
            String s22 = s2.substring(i, s2.length());
            
            String s23 = s2.substring(0, s2.length() - i);
            String s24 = s2.substring(s2.length() - i, s2.length());
            
            if (checkScramble(s11,start1, s21, start2, i, visit) && checkScramble(s12, start1+i, s22, start2+i,k-i, visit))  {
                visit[start1][start2][k] = 1;
                return true;
            }
            
            if (checkScramble(s11,start1, s24, start2+k-i, i, visit) && checkScramble(s12,start1+i, s23,start2, k-i, visit))
            {
                visit[start1][start2][k] = 1;
                return true;
            }
        }
        visit[start1][start2][k] = -1;
        return false;
    }
    public boolean isScramble(String s1, String s2) {
        int len = s1.length();
        int [][][] visit = new int[len][len][len + 1];
        return checkScramble(s1,0,s2,0, len, visit);
    }
    
    
    private boolean isValid(String s1, String s2) {
        char[] arr1 = s1.toCharArray();
        char[] arr2 = s2.toCharArray();
        Arrays.sort(arr1);
        Arrays.sort(arr2);
        if (!(new String(arr1)).equals(new String(arr2))) {
            return false;
        }
        return true;
    }
}

reference:
http://www.jiuzhang.com/solutions/scramble-string/

算是 recursive DP + cache, 復雜度還是在 O(2 ^ n) 左右。
這道題目,加不加cache,最終的效果也差不多。

參考鏈接里,所謂的記憶化搜索,也不過是加了一層cache,
并沒有徹底地改為: iteration DP

但是上面的第二種解法,正是iteration DP,三維的DP

說到底,這道題目還是算是 divide and conquer的一種變形。

Anyway, Good luck, Richardo! -- 08/24/2016

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