算法笔记_024:字符串的包含(Java)

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1 问题描述

2 解决方案

2.1 蛮力轮询法

2.2 素数相乘法

2.3 位运算法

 


1 问题描述

给定一长字符串A和一短字符串B。请问,如何最快地判断出短字符串B中的所有字符是否都在长字符串A中?请编写一个判断函数实现此功能。

为简单起见,假设输入的字符串只包含小写英文字母。下面举几个例子。

(1)如果字符串A”abcd”,字符串B”bad”,答案是包含,因为字符串B中的字母都在字符串A中,或者说BA的真子集。

(2)如果字符串A”abcd”,字符串B”bce”,答案是不包含,因为字符串B中的字母e不在字符串A中。

(3)如果字符串A”abcd”,字符串B”aab”,答案是包含,因为字符串B中的字母a包含在字符串A中。

 


2 解决方案

2.1 蛮力轮询法

判断字符串B中的字符是否都在长字符串A中,最直观的思路则是:轮询B中每一个字符,逐个与A中每个字符进行比较,看是否都在字符串A中。

具体代码如下:

package com.liuzhen.string_1;

public class StringContain {
    //方法1:蛮力轮询
    /*
     * 参数A:给定的长字符串A
     * 参数B:给定的短字符串B
     * 函数功能:如果B中所有字符在A中均出现过,则返回true,否则返回false
     */
    public boolean bruteContain(String A,String B){
        boolean result = false;
        char[] arrayA = A.toCharArray();
        char[] arrayB = B.toCharArray();
        int testLen = 0;            //用于计算B中与A匹配字符个数
        for(int i = 0;i < arrayB.length;i++){
            for(int j = 0;j < arrayA.length;j++){
                if(arrayB[i] == arrayA[j]){
                    testLen++;
                    break;
                }
            }
        }
        if(testLen == arrayB.length)        //当B个所有字符均和A中字符匹配时
            result = true;
        return result;
    }
    
    
    public static void main(String[] args){
        StringContain test = new StringContain();
        String A = "abcd";
        String B = "aab";
        if(test.bruteContain(A, B))
            System.out.println("使用蛮力轮询法得到结果:A字符串包含B字符串");
        else
            System.out.println("使用蛮力轮询法得到结果:A字符串不包含B字符串");
    }
}

运行结果:

使用蛮力轮询法得到结果:A字符串包含B字符串

 

2.2 素数相乘法

思路如下:

(1)按照从小到大的顺序,用26个素数分别代替长字符串A中的所有字母。

(2)遍历字符串A,求得A中所有字母对于的素数的乘积。

(3)遍历短字符串B,判断上一步得到的乘积能否被B中的字母对于的素数整除。

(4)输出结果。

具体代码如下:

package com.liuzhen.string_1;

public class StringContain {
    
    //方法2:素数相乘
    /*
     * 参数A:给定的长字符串A
     * 参数B:给定的短字符串B
     * 函数功能:如果B中所有单个字符对应素数能被A中所有字符对应素数之积整除,则返回true,否则返回false
     */
    public boolean primeContain(String A,String B){
        boolean result = true;
        int[] primes = {2,3,5,7,11,13,17,19,23,29,31,37,41,43,47,53,59,61,67,71,73,79,83,89,97,101};
        long mulSum = 1;
        char[] arrayA = A.toCharArray();
        char[] arrayB = B.toCharArray();
        for(int i = 0;i < arrayA.length;i++)
            mulSum *= primes[arrayA[i] - 'a'];
        for(int j = 0;j < arrayB.length;j++){
            int temp = (int) (mulSum % primes[arrayB[j] - 'a']);
            if(temp != 0){               //此时,A中不包含arrayB[j]字符
                result = false;
                return result;
            }
        }
        return result;
    }
    
    
    public static void main(String[] args){
        StringContain test = new StringContain();
        String A = "abcd";
        String B = "aab";
        if(test.placeContain(A, B))
            System.out.println("使用素数相乘法得到结果:A字符串包含B字符串");
        else
            System.out.println("使用素数相乘法得到结果:A字符串不包含B字符串");
    }
}

运行结果:

使用素数相乘法得到结果:A字符串包含B字符串

 

2.3 位运算法

用位运算(26位整数表示)为长字符串A计算出一个“签名”(利用位或运算),再逐一将短字符串B中的字符放到A中进行查找(PS:利用位与运算)。

具体代码如下:

package com.liuzhen.string_1;

public class StringContain {
    
    //方法3:位运算法
    /*
     * 参数A:给定的长字符串A
     * 参数B:给定的短字符串B
     * 函数功能:如果B中每个字符进行处理后的对应二进制值与A中所有字符进行处理对应二进制值的求或运算
     * ,在单独进行求与运算,一旦出现0,则返回false,否则返回true
     */
    public boolean placeContain(String A,String B){
        boolean result = true;
        char[] arrayA = A.toCharArray();
        char[] arrayB = B.toCharArray();
        int hash = 0;
        for(int i = 0;i < arrayA.length;i++)
            hash |= (1 << (arrayA[i] - 'a'));   //|=意思是位或运行,即将hash的二进制与|=后数字进行或运算结果赋值给hash
        for(int j = 0;j < arrayB.length;j++){
            if((hash & (1 << (arrayB[j] - 'a'))) == 0){      //进行与运算,即当A中不包含arrayB[j]字符时
                result = false;
                return result;
            }
        }
        return result;
    }
    
    public static void main(String[] args){
        StringContain test = new StringContain();
        String A = "abcd";
        String B = "aab";  
        if(test.placeContain(A, B))
            System.out.println("使用位运算法得到结果:A字符串包含B字符串");
        else
            System.out.println("使用位运算法得到结果:A字符串不包含B字符串");   
    }
}

运行结果:

使用位运算法得到结果:A字符串包含B字符串

 

posted @ 2017-02-12 18:52  舞动的心  阅读(868)  评论(0编辑  收藏  举报