题目描述
这是 LeetCode 上的 剑指 Offer II 114. 外星文字典 ,难度为 困难。
Tag : 「图论」、「拓扑排序」、「建图」、「图论 BFS」
现有一种使用英语字母的外星文语言,这门语言的字母顺序与英语顺序不同。
给定一个字符串列表 words
,作为这门语言的词典,words
中的字符串已经 按这门新语言的字母顺序进行了排序 。
请你根据该词典还原出此语言中已知的字母顺序,并 按字母递增顺序 排列。若不存在合法字母顺序,返回 ""
。若存在多种可能的合法字母顺序,返回其中 任意一种 顺序即可。
字符串 s
字典顺序小于 字符串 t
有两种情况:
在第一个不同字母处,如果 s
中的字母在这门外星语言的字母顺序中位于 t
中字母之前,那么 s
的字典顺序小于 t
。
如果前面 min(s.length, t.length)
字母都相同,那么 s.length 时,
s
的字典顺序也小于 t
。
示例 1:
输入:words = ["wrt","wrf","er","ett","rftt"]
输出:"wertf"
示例 2:
输入:words = ["z","x"]
输出:"zx"
示例 3:
输入:words = ["z","x","z"]
输出:""
解释:不存在合法字母顺序,因此返回 "" 。
提示:
- $1
- $1
-
words[i]
仅由小写英文字母组成
建图 + 拓扑排序
为了方便,我们称 words
为 ws
,同时将两个字符串 a
和 b
之间的字典序关系简称为「关系」。
由于数组长度和每个 $ws[i]$ 的最大长度均为 $100$,我们可以实现复杂度为 $O(n^3)$ 的算法。
首先容易想到,我们从前往后处理每个 $ws[i]$,利用 ws
数组本身已按字典序排序,然后通过 $ws[i]$ 与 $ws[j]$ 的关系(其中 $j$ 的范围为 $[0, i – 1]$),来构建字符之间的关系。
具体的,当我们明确字符 $c1$ 比 $c2$ 字典序要小,可以建立从 $c1$ 到 $c2$ 的有向边,同时统计增加 $c1$ 的出度,增加 $c2$ 的入度。
当建图完成后,我们从所有入度为 $0$ 的点开始(含义为没有比这些字符字典序更小的字符),跑一遍拓扑排序:在 BFS
过程中,不断的删点(出队的点可以看做从图中移除)和更新删除点的出边点的入度,若有新的入度为 $0$ 的点,则将其进行入队操作。
不了解拓扑排序的同学可以看前置 🧀 : 图论拓扑排序入门
若最终出队节点数量与总数量 $cnt$ 相等,说明这是一张拓扑图(无环,字符之间不存在字典序冲突),出队的顺序即是字典序,否则存在冲突,返回空串。
代码:
class Solution {
int N = 26, M = N * N, idx = 0, cnt = 0;
int[] he = new int[N], e = new int[M], ne = new int[M];
int[] in = new int[N], out = new int[N];
boolean[] vis = new boolean[N];
void add(int a, int b) {
e[idx] = b;
ne[idx] = he[a];
he[a] = idx++;
out[a]++; in[b]++;
}
public String alienOrder(String[] ws) {
int n = ws.length;
Arrays.fill(he, -1);
for (int i = 0; i = 0) vis[c - 'a'] = true;
}
for (int j = 0; j d = new ArrayDeque();
for (int i = 0; i
- 时间复杂度:令 $n$ 为数组
ws
的长度,统计字符数的复杂度为 $O(sum_{i}^{n – 1} len(ws[i]))$,建图复杂度为 $O(n^3)$;跑拓扑序构建答案复杂度 $O(n^2)$。整体复杂度为 $O(n^3)$ - 空间复杂度:$O(C^2)$,其中 $C = 26$ 为字符集大小
最后
这是我们「刷穿 LeetCode」系列文章的第 剑指 Offer II 114
篇,系列开始于 2021/01/01,截止于起始日 LeetCode 上共有 1916 道题目,部分是有锁题,我们将先把所有不带锁的题目刷完。
在这个系列文章里面,除了讲解解题思路以外,还会尽可能给出最为简洁的代码。如果涉及通解还会相应的代码模板。
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