LeetCode 418 - 屏幕可显示句子的数量

摘要

今天我们来聊一道挺有意思的题目 —— LeetCode 418《屏幕可显示句子的数量（Sentence Screen Fitting）》。这道题乍一看像是字符串模拟题，但如果你一股脑儿暴力模拟，性能会很糟糕。想要高效求解，就得找到循环规律，而不是一格格地去填屏幕。下面我会用 Swift 实现完整的解法，并结合一个实际场景来说明这类问题在“文本排版引擎”或“信息显示屏系统”中的应用。

描述

题目要求是这样的：

我们有一个由若干单词组成的句子，比如 ["hello", "world"]。屏幕有固定的行数 rows 和列数 cols。每行从左到右显示句子内容，单词之间用一个空格隔开。
要求计算：整个句子可以在屏幕上完整地显示多少次。

需要注意：

• 单词不能被拆开跨行。
• 每次从句子的第一个单词重新开始。
• 屏幕装不下一个完整单词就要换行。

举个例子：

sentence = ["hello", "world"]
rows = 2
cols = 8

第一行能显示 "hello"（5个字符）+空格（1）=6个位置，剩下2个空位不够放 "world"，所以换行。
第二行能显示 "world"（5个字符），剩下3个空位，不够继续放 "hello"。
这时正好显示了整个句子一次，因此答案是 1。

题解答案

最直观的思路是：一行行模拟，把每个单词往里塞，但这样复杂度是 O(rows × avg_word_length)，对于大输入非常慢。
所以我们换一种方式——字符串拼接 + 模拟滑动。

思路如下：

1. 把句子拼接成一个带空格的长字符串，比如 s = "hello world "。

2. 维护一个指针 pos 表示我们在整个字符串中的当前位置。

3. 对每一行：

   • 让 pos += cols（表示当前行能放下这么多字符）
   • 如果 s[pos % len] 是空格，就说明刚好到单词边界，pos++
   • 如果不是空格，说明中间断了一个单词，需要回退到单词起始位置（向左走直到遇到空格）

4. 最后，整个句子在屏幕上完整显示的次数为 pos / len

这个算法其实相当于把所有行“拼”成一个大字符串，通过位置计算得到循环次数。

题解代码分析

我们用 Swift 实现这个思路，代码如下：

import Foundationclass Solution {func wordsTyping(_ sentence: [String], _ rows: Int, _ cols: Int) -> Int {// 将句子拼成一个带空格的长字符串let s = sentence.joined(separator: " ") + " "let n = s.countvar pos = 0  // 当前在字符串中的位置for _ in 0..<rows {pos += cols  // 当前行放下这么多字符// 如果正好落在空格上，跳过空格if s[s.index(s.startIndex, offsetBy: pos % n)] == " " {pos += 1} else {// 向左回退直到找到空格while pos > 0 && s[s.index(s.startIndex, offsetBy: (pos - 1) % n)] != " " {pos -= 1}}}// pos / n 就是完整句子在屏幕上显示的次数return pos / n}
}// 可运行 Demo
let solution = Solution()
let result = solution.wordsTyping(["hello", "world"], 2, 8)
print("可显示完整句子的次数是：\(result)")

代码解析

1. sentence.joined(separator: " ") + " "：拼接句子形成循环字符串，方便处理边界。
2. pos 累加每行的列数，模拟光标往后走。
3. 判断当前落点是不是空格，如果不是，就往回走，保证不会拆单词。
4. 最终除以句子长度，就是能完整显示多少次。

这种思路之所以高效，是因为每行的扫描都是基于字符长度，而不是单词遍历，相当于用一个滑动窗口在循环字符串上移动。

示例测试及结果

示例1：

let result1 = solution.wordsTyping(["hello", "world"], 2, 8)
print(result1) // 输出 1

示例2：

let result2 = solution.wordsTyping(["a", "bcd", "e"], 3, 6)
print(result2) // 输出 2

解释：
屏幕宽 6，高 3：

第1行: a bcd
第2行: e a
第3行: bcd e

完整显示了 2 次句子。

示例3：

let result3 = solution.wordsTyping(["I", "had", "apple", "pie"], 4, 5)
print(result3) // 输出 1

时间复杂度

每一行我们最多往回移动若干字符，但整体最多扫描字符串的长度上限。
因此时间复杂度是：

O(rows)

因为 pos 只向前移动（或小范围回退），不会超过 rows * cols。

空间复杂度

除了拼接字符串和几个变量外，没有额外结构，空间复杂度为：

O(1)

总结

这道题核心在于：不要一行一行地暴力塞，而是把句子看作一个循环字符串，用一个移动的指针去模拟“打印”过程。
这种技巧在实际场景中非常常见，比如：

• 移动设备的文本滚动显示：小屏幕上反复显示一句宣传语。
• LED 信息屏或跑马灯系统：同一串文字不断循环显示。
• 电子阅读器分页引擎：根据屏幕尺寸动态计算能显示多少内容。