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LeetCode - 639. Decode Ways II 解題心得

Not In My Back Yard | 2021-11-12 00:00:08 | 巴幣 104 | 人氣 371

題目連結:


題目意譯:
一個包含著 A 到 Z 的字母之訊息可以被加密成數字藉由以下的映射:
'A' -> "1"
'B' -> "2"
……
'Z' -> "26"

為了解密一個加密訊息,所有數字必須分組並映射回對應的字母藉由翻轉以上的映射關係(可能會有多種方式解密)。例如,"11106" 可以映射為
"AAJF" 其數字分組為 (1 1 10 6)
"KJF" 其數字分組為 (11 10 6)

注意到數字分組 (1 11 06) 是不合法的,原因是 "06" 不能映射到 'F' 因為 "6" 與 "06" 不同。

除了以上的映射以外,一個加密訊息可能包含 '*' 字元,其可以代表 '1' 到 '9'的任意數字('0' 除外)。例如,加密訊息 "1*" 可能代表加密訊息 "11" 、 "12" 、 "13" 、 "14" 、 "15" 、 "16" 、 "17" 、 "18" 或是 "19" 中的一者。解密 "1*" 等價於解密其所能表示的加密訊息的任何一者。

給定一個字串 s 包含著數字以及 '*' 字元,回傳其解密的方法數。

由於答案可能會很大,將其模 10 ^ 9 + 7 後回傳。

限制:
1 ≦ s.length ≦ 10 ^ 5
s[i] 為數字或是 '*'。



範例測資:
範例 1:
輸入: s = "*"
輸出: 9
解釋: 加密訊息可以表示訊息 "1" 、 "2" 、 "3" 、 "4" 、 "5" 、 "6" 、 "7" 、 "8" 或是 "9" 中的一者。
每個依序可以解密為字串 "A" 、 "B" 、 "C" 、 "D" 、 "E" 、 "F" 、 "G" 、 "H" 和 "I"。
因此,總共有 9 種方式解密 "*"。

範例 2:
輸入: s = "1*"
輸出: 18
解釋: 加密訊息可以表示訊息 "11" 、 "12" 、 "13" 、 "14" 、 "15" 、 "16" 、 "17" 、 "18" 或是 "19" 中的一者。
每個都有 2 種方式可以解密(例如 "11" 可以解密為 "AA" 或是 "K")
因此,總共有 9 × 2 = 18 種方式解密 "1*"。

範例 3:
輸入: s = "2*"
輸出: 15
解釋: 加密訊息可以表示訊息 "21" 、 "22" 、 "23" 、 "24" 、 "25" 、 "26" 、 "27" 、 "28" 或是 "29" 中的一者。
"21" 、 "22" 、 "23" 、 "24" 、 "25" 和 "26" 有兩種方式可以被解密,但是 "27" 、 "28" 和 "29" 只有一種方式。
因此,總共有 (6 × 2) + (3 × 1) = 12 + 3 = 15 種方式解密 "2*"。


解題思維:
動態規劃(Dynamic Programming)即可。

定義一個陣列 D,其中 D[i] 代表 s 前 i 個字元(注意,字串 s 本身的索引值從 0 開始,因此前 i 個字元代表 s[0] ~ s[i - 1])可以有多少種解密之方法數。可以看到其遞迴式為:
D[0] = 1,因為什麼都沒有也就不會有解密失敗的問題,因此只有一種解密方式,也就是什麼都沒有;


當 i = 1,會有以下三種情況:
1. s[0] 是 '*' 時,代表可以任意地將其解密為 1 ~ 9。因此 D[1] = 9;

2. s[0] 不為 '0' 時,代表只有那一種選擇(即 s[0] 的數字)可以映射。因此 D[1] = 1;

3. s[0] 為 '0' 時,此時沒有任何可行的映射。因此 D[1] = 0。


剩下的 i > 1 之情況,會有以下三種情況:
一:當 s[i - 1] 為 '*',則又有以下四種子情況:
1. s[i - 2](即前一個字元)為 '*' 時,代表 s[i - 2] 可以和 s[i - 1] 結合(也可以選擇不結合)並產生 "11" ~ "26" (除了 "20")之額外編號。因此 D[i] = D[i - 1] × 9 + D[i - 2] × 15(代表結合),加號左側代表不結合兩字元、右側代表結合;

2. s[i - 2] 為 '1' 時,代表可以類似上面結合出額外的 "11" ~ "19"。因此 D[i] = D[i - 1] × 9 + D[i - 2] × 9;

3. s[i - 2] 為 '2' 時,代表可以結合出額外的 "21" ~ "26"。因此 D[i] = D[i - 1] × 9 + D[i - 2] × 6;

4. 以上皆非。因此此時 s[i - 1] 不能跟前一個字元配對,因此 D[i] = D[i - 1] × 9。


二:當 s[i - 1] 不為 '0'(假設其為 X),則又有以下五種子情況:
1. s[i - 2] 為 '*' 且 X ≦ 6 時,代表我們可以結合兩字元產生 "1X" 和 "2X" 兩種編碼。因此,D[i] = D[i - 1] + D[i - 2] × 2,同樣地,加號左側代表不結合兩字元、右側代表結合;

2. s[i - 2] 為 '*' 且 X > 6 時,代表我們可以結合產生 "1X" 這個編碼。因此 D[i] = D[i - 1] + D[i - 2];

3. s[i - 2] 為 '2' 且 X ≦ 6 時,代表我們可以產生 "2X"。因此 D[i] = D[i - 1] + D[i - 2];

4. s[i - 1] 為 '1' 時,代表我們可以產生出 "1X"。因此 D[i] = D[i - 1] + D[i - 2];

5. 以上皆非,則代表我們只能單獨地解密當前字元。因此 D[i] = D[i - 1]。


三:當 s[i - 1] 為 '0',則又有以下四種子情況:
1. s[i - 2] 為 '*' 時,代表我們可以結合兩字元產生 "10" 和 "20" 兩種編碼。但是此時因為 s[i - 1] 是 '0',我們不能單獨地解密該字元。因此,D[i] = D[i - 2] × 2;

2. s[i - 2] 為 '2' 時,代表我們可以結合兩字元產生 "20"。因此 D[i] = D[i - 2];

3. s[i - 1] 為 '1' 時,代表我們可以結合兩字元產生 "10"。因此 D[i] = D[i - 2];

4. 以上皆非,則代表我們既不能解密當前字元也不能與前一字元結合,因此 D[i] = 0。



有了以上遞迴式後,接著我們從 i = 1 開始掃到 i = s.length 並套用以上的求 D[i] 值之方法即可(但是記得每次求值時需一直取除以 10 ^ 9 + 7 的餘數以免溢位)。而所求將為 D[s.length]。

可以看到實際上不難,只是要考慮的情況真的有點多。




此次分享到此為止,如有任何更加簡潔的想法或是有說明不清楚之地方,也煩請各位大大撥冗討論。

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