面试官:祖玛游戏玩过么?我来拷拷你~

    科技2025-02-15  11

    题目地址(488. 祖玛游戏)

    https://leetcode-cn.com/problems/zuma-game/

    题目描述

    回忆一下祖玛游戏。现在桌上有一串球,颜色有红色(R),黄色(Y),蓝色(B),绿色(G),还有白色(W)。 现在你手里也有几个球。 每一次,你可以从手里的球选一个,然后把这个球插入到一串球中的某个位置上(包括最左端,最右端)。接着,如果有出现三个或者三个以上颜色相同的球相连的话,就把它们移除掉。重复这一步骤直到桌上所有的球都被移除。 找到插入并可以移除掉桌上所有球所需的最少的球数。如果不能移除桌上所有的球,输出 -1 。 示例: 输入: "WRRBBW", "RB" 输出: -1 解释: WRRBBW -> WRR[R]BBW -> WBBW -> WBB[B]W -> WW (翻译者标注:手上球已经用完,桌上还剩两个球无法消除,返回-1) 输入: "WWRRBBWW", "WRBRW" 输出: 2 解释: WWRRBBWW -> WWRR[R]BBWW -> WWBBWW -> WWBB[B]WW -> WWWW -> empty 输入:"G", "GGGGG" 输出: 2 解释: G -> G[G] -> GG[G] -> empty 输入: "RBYYBBRRB", "YRBGB" 输出: 3 解释: RBYYBBRRB -> RBYY[Y]BBRRB -> RBBBRRB -> RRRB -> B -> B[B] -> BB[B] -> empty 标注: 你可以假设桌上一开始的球中,不会有三个及三个以上颜色相同且连着的球。 桌上的球不会超过20个,输入的数据中代表这些球的字符串的名字是 "board" 。 你手中的球不会超过5个,输入的数据中代表这些球的字符串的名字是 "hand"。 输入的两个字符串均为非空字符串,且只包含字符 'R','Y','B','G','W'。

    前置知识

    回溯

    哈希表

    双指针

    公司

    百度

    思路

    面试题困难难度的题目常见的题型有:

    DP

    设计题

    游戏

    本题就是游戏类题目。如果你是一个前端, 说不定还会考察你如何实现一个 zuma 游戏。这种游戏类的题目,可以简单可以困难, 比如力扣经典的石子游戏,宝石游戏等。这类题目没有固定的解法。我做这种题目的思路就是先暴力模拟,再尝试优化算法瓶颈。

    注意下数据范围球的数目 <= 5,因此暴力法就变得可行。基本思路是暴力枚举手上的球可以消除的地方, 我们可以使用回溯法来完成暴力枚举的过程,在回溯过程记录最小值即可。由于回溯树的深度不会超过 5,因此这种解法应该可以 AC。

    上面提到的可以消除的地方,指的是「连续相同颜色 + 手上相同颜色的球大于等于 3」,这也是题目说明的消除条件。

    因此我们只需要两个指针记录连续相同颜色球的位置,如果可以消除,消除即可。

    如图,我们记录了连续红球的位置, 如果手上有红球, 则可以尝试将其清除,这一次决策就是回溯树(决策树)的一个分支。之后我们会撤回到这个决策分支, 尝试其他可行的决策分支。

    以 board = RRBBRR , hand 为 RRBB 为例,其决策树为:

    其中虚线表示无需手动干预,系统自动消除。叶子节点末尾的黄色表示全部消除需要的手球个数。路径上的文字后面的数字表示此次消除需要的手球个数

    如果你对回溯不熟悉,可以参考下我之前写的几篇题解:比如 46.permutations[1]

    可以看出, 如果选择先消除中间的蓝色,则只需要一步即可完成。

    关于计算连续球位置的核心代码(Python3):

    i = 0 while i < len(board):     j = i + 1     while j < len(board) and board[i] == board[j]: j += 1     # 其他逻辑     # 更新左指针     i = j

    具体算法:

    用哈希表存储手上的球的种类和个数,这么做是为了后面「快速判断连续的球是否可以被消除」。由于题目限制手上求不会超过 5,因此哈希表的最大容量就是 5,可以认为这是一个常数的空间。

    回溯。

    2.1 确认可以消除的位置,算法参考上面的代码。

    2.2 判断手上是否有足够相同颜色的球可以消除。

    2.3 回溯的过程记录全局最小值。

    代码

    代码支持:Python3

    Python3 Code:

    class Solution:     def findMinStep(self, board: str, hand: str) -> int:         def backtrack(board):             if not board: return 0             i = 0             ans = 6             while i < len(board):                 j = i + 1                 while j < len(board) and board[i] == board[j]: j += 1                 balls = 3 - (j - i)                 if counter[board[i]] >= balls:                     balls = max(0, balls)                     counter[board[i]] -= balls                     ans = min(ans, balls + backtrack(board[:i] + board[j:]))                     counter[board[i]] += balls                 i = j             return ans         counter = collections.Counter(hand)         ans = backtrack(board)         return -1 if ans > 5 else ans

    「复杂度分析」

    时间复杂度: ,其中 C 为连续相同颜色球的次数,比如 WWRRRR, C 就是 2, WRBDD, C 就是 4。min(C, 5) 是因为题目限定了手上球的个数不大于 5。

    空间复杂度: ,其中 C 为连续相同颜色球的次数,Board 为 Board 的长度。

    关键点解析

    回溯模板

    双指针写法

    更多算法套路可以访问我的 LeetCode 题解仓库:https://github.com/azl397985856/leetcode 。目前已经 36K star 啦。大家也可以关注我的公众号《力扣加加》带你啃下算法这块硬骨头。

    Reference

    [1] 

    46.permutations: https://github.com/azl397985856/leetcode/blob/master/problems/46.permutations.md

    推荐阅读

    1、算法萌新如何学好动态规划(第一弹)

    2、字节跳动的算法面试题是什么难度?

    3、字节跳动的算法面试题是什么难度?(第二弹)

    4、【西法带你学算法】一次搞定前缀和

    5、用最优雅的方式打开终端

    如果觉得文章不错,帮忙点个在看呗

    Processed: 0.013, SQL: 8