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【算法百题】专题六_模拟

news 来源：原创 2025/5/8 13:26:26

文章目录

前言
题目：
- 038. [替换所有的问号（easy）](https://leetcode.cn/problems/replace-all-s-to-avoid-consecutive-repeating-characters/description/)
- - 分析
- 039. [提莫攻击（easy）](https://leetcode.cn/problems/teemo-attacking/description/)
- - 分析
- 040. [N 字形变换（medium）](https://leetcode.cn/problems/zigzag-conversion/description/)
- - 分析
- 041. [外观数列 (medium)](https://leetcode.cn/problems/count-and-say/description/)
- - 分析
- 042. [数⻘蛙（medium）](https://leetcode.cn/problems/minimum-number-of-frogs-croaking/description/)
- - 分析
总结

前言

模拟算法,顾名思义,就是一种直接按照问题描述的步骤和规则进行逐步操作的解题方法.它不依赖复杂的数学推导或数据结构优化,而是忠实还原题目要求的处理流程,通过一步步执行指令来解决问题.模拟算法大部分考察的是代码能力.

其核心在于：
流程还原：将题目中的操作步骤转化为代码逻辑。
状态跟踪：维护当前问题的状态（如字符串、数组等），并按照规则更新状态。
无需优化：以直观方式实现,不追求效率,确保正确.

我本人见的大部分模拟题好像都无可优化(或资历尚浅吧).

模拟算法好像有点像暴力解法?模拟算法是否就是暴力算法?
模拟算法是直接按题目规则逐步构造解,而暴力算法是尝试所有可能，再验证正确性.
相比之下模拟算法更像是模拟人的思路.

所以模拟算法,其实不是,也无需从暴力解法优化而来,尝试按照问题描述的步骤和规则进行逐步操作解题.

题目：

038. 替换所有的问号（easy）

分析

class Solution {
public:
    string modifyString(string s) {
        for(int i = 0;i < s.size();i++)
        {
            char& ch = s[i];
            if(ch == '?')
            {
                for(char chr = 'a';chr <= 'z';chr++)
                {
                    if(((i == 0) || chr != s[i-1]) && ((i == s.size() - 1) || chr != s[i+1]))
                    {
                        ch = chr;
                        break;
                    }
                }
            }
        }
        return s;
    }
};

039. 提莫攻击（easy）

分析

class Solution {
public:
    int findPoisonedDuration(vector<int>& timeSeries, int duration) {
        int n = timeSeries.size();
        int ret = 0;
        for(int i = 0;i < n;i++)
        {
            if(i != n-1)
            {
                if(timeSeries[i + 1] - timeSeries[i] > duration) ret += duration;
                else ret += timeSeries[i + 1] - timeSeries[i];
            }
            else
            {
                ret += duration;
            }
        }
        return ret;
    }
};

040. N 字形变换（medium）

分析

class Solution {
public:
    string convert(string s, int numRows) {
        int n = s.size();
        if(numRows >= n || numRows == 1) return s;          //如果行数大于串的总大小或者等于1,其Z字变换后的字符串还是s.
        int t = numRows * 2 - 2;                                  //算出2/3个Z字,周期需要的字符数,为了算出最后构造的二维数组需要多少列.
        int numColumns = (t + n - 1)/t * (numRows - 1);           //(t + n - 1)/t算出周期数,(r-1)是一个周期需要的列数.
        vector<string> mat(numRows,string(numColumns,0));   //以列做横,方便后续取非0字符.
        int x = 0,y = 0;
        for(int i = 0;i<n;i++)
        {
            mat[x][y] = s[i];
            if(i % t < numRows - 1)                               //判断每个周期中其内部有没有到达Z字的转折点.
            {
                x++;
            }
            else
            {
                x--;
                y++;
            }
        }
        string ret;
        for(auto& arr : mat)
        {
            for(auto& c : arr)
            {
                if(c) ret += c;           //不可以c!='0'做条件,还有很多其他值为"假值".
            }
        }
        return ret;

    }
};

041. 外观数列 (medium)

分析

class Solution {
public:
    string countAndSay(int n) {
        string s = "1";
        
        while(--n)
        {
            string tmp = "";
            int left = 0,right = 0;
            while(right < s.size())
            {
                if(s[right] != s[left])
                {
                    tmp += to_string(right - left);
                    tmp += s[left];
                    left = right;
                }
                right++;
            }
            tmp += to_string(right - left);
            tmp += s[left];
            s = tmp;
        }
        return s;
    }
};

042. 数⻘蛙（medium）

分析

class Solution {
public:
    int minNumberOfFrogs(string croakOfFrogs) {
        string t = "croak";
        int n = t.size();
        vector<int> _hash(n);
        unordered_map<char,int> chToin;
        for(int i = 0;i < t.size();i++)
        {
            chToin[t[i]] = i;
        }

        for(int i = 0;i < croakOfFrogs.size();i++)
        {
            int index = chToin[croakOfFrogs[i]];
            if(index == 0)
            {
                if(_hash[chToin['k']] != 0) _hash[chToin['k']]--;
                _hash[index]++;
            }
            else
            {
                if(_hash[index - 1] == 0) return -1;
                _hash[index - 1]--;
                _hash[index]++;
            }
        }
        for(int i = 0;i < n - 1;i++) if(_hash[i] != 0) return -1;
        return _hash[chToin['k']];
    }
};