[LeetCode] Letter Case Permutation 字母大小寫全排列
Given a string S, we can transform every letter individually to be lowercase or uppercase to create another string. Return a list of all possible strings we could create.
Examples: Input: S = "a1b2" Output: ["a1b2", "a1B2", "A1b2", "A1B2"] Input: S = "3z4" Output: ["3z4", "3Z4"] Input: S = "12345" Output: ["12345"]
Note:
S
will be a string with length at most12
.S
will consist only of letters or digits.
這道題給了我們一個只包含字母和數字的字串,讓我們將字母以大小寫進行全排列,給的例子很好的說明了題意。博主認為這道題給Easy有點不合適,至少應該是Medium的水準。這題主要參考了官方解答貼的解法,我們關心的是字母,數字的處理很簡單,直接加上就可以了。比如說S = "abc",那麼先讓 res = [""],然後res中的每個字串分別加上第一個字元a和A,得到 ["a", "A"],然後res中的每個字串分別加上第二個字元b和B,得到 ["ab", "Ab", "aB", "AB"],然後res中的每個字串分別加上第三個字元c和C,得到 ["abc", "Abc", "aBc", "ABc", "abC", "AbC", "aBC", "ABC"],參見程式碼如下:
解法一:
class Solution { public: vector<string> letterCasePermutation(string S) { vector<string> res{""}; for (char c : S) { int len = res.size(); if (c >= '0' && c <= '9') { for (string &str : res) str.push_back(c); }else { for (int i = 0; i < len; ++i) { res.push_back(res[i]); res[i].push_back(tolower(c)); res[len + i].push_back(toupper(c)); } } } return res; } };
下面這種解法跟上面的解法沒有太大的區別,只不過沒有用到tolower()和toupper()這兩個built-in函式,而是使用了一個trick來flip大小寫字母,通過亦或32實現,為什麼呢?因為我們知道 'A' = 65, 'B' = 66, 和 'a' = 97, 'b' = 98, 小寫字母的ASCII碼比大寫字母多32,剛好是(1 << 5),那麼我們只要flip第五位上的1,就可以實現大小寫的交替了,參見程式碼如下:
解法二:
class Solution { public: vector<string> letterCasePermutation(string S) { vector<string> res{""}; for (char c : S) { int len = res.size(); if (c >= '0' && c <= '9') { for (string &str : res) str.push_back(c); } else { for (int i = 0; i < len; ++i) { res.push_back(res[i]); res[i].push_back(c); res[len + i].push_back(c ^ 32); } } } return res; } };
我們再來看一種遞迴的寫法,是一種回溯的思路,比如說S = "abc",用一個pos指向當前處理的位置,初始化帶入0,然後再遞迴函式中,如果pos等於s的長度了,那麼將s存入結果res再返回;否則呼叫遞迴函式,此時帶入pos+1,那麼遞迴函式就會一直深入,直到pos等於s的長度了,那麼此時就把"abc"存入結果res了,返回後此時pos=2,發現s[pos]是字母,則用上面解法中的flip方法來翻轉字母,並且呼叫遞迴函式,這樣"abC"就會存入結果res中,然後回溯到pos=1的位置,s[pos]是字元,可以flip,並且呼叫遞迴函式,這樣"aBC"就會存入結果res中,然後pos繼續往後遍歷,這樣"aBc"就會存入結果res中,然後回溯到pos=0的位置,s[pos]是字元,可以flip,並且呼叫遞迴函式,這樣"ABc"就會存入結果res中,然後繼續回溯,這樣"ABC"就會存入結果res中,pos又回溯到1的位置,s[pos]是字元,可以flip,並且呼叫遞迴函式,這樣"AbC"就會存入結果res中,然後pos繼續往後遍歷,這樣"Abc"就會存入結果res中,整個的順序為:[abc abC aBC aBc ABc ABC AbC Abc],參見程式碼如下:
解法三:
class Solution { public: vector<string> letterCasePermutation(string S) { vector<string> res; helper(S, 0, res); return res; } void helper(string& s, int pos, vector<string>& res) { if (pos == s.size()) { res.push_back(s); return; } helper(s, pos + 1, res); if (s[pos] > '9') { s[pos] ^= 32; helper(s, pos + 1, res); } } };
下面這種解法是官方解答貼的Binary Mask解法,感覺也很巧妙,如果我們仔細觀察S = "abc"這個例子,結果會返回8個,為什麼是8個呢,因為每個字母都有大小寫兩種可能,那麼三個字母就有2x2x2=8,正好是2的三次方,那麼不正好和二進位制數相對應麼,如果1對應大寫字母,0對應小寫字母,則有:
000 -> ABC 001 -> ABc 010 -> AbC 011 -> Abc 100 -> aBC 101 -> aBc 110 -> abC 111 -> abc
這樣的話,我們只需要先統計出S中字母的個數cnt,然後遍歷 [0, 2^cnt) 中的每個數字,對於每個數字,再遍歷S中的每個字元,如果是字母,那麼如果當前位是1,則加入小寫字母,反之加入大寫字母;如果是數字,則直接加入即可。我們用j指向位,每次處理完一位後j自增1,表示對下一位進行處理,參見程式碼如下:
解法四:
class Solution { public: vector<string> letterCasePermutation(string S) { vector<string> res; int cnt = 0; for (char c : S) { if (c > '9') ++cnt; } for (int i = 0; i < (1 << cnt); ++i) { int j = 0; string word = ""; for (char c : S) { if (c > '9') { if (((i >> j++) & 1) == 1) { word.push_back(tolower(c)); } else { word.push_back(toupper(c)); } } else { word.push_back(c); } } res.push_back(word); } return res; } };
類似題目:
參考資料: