大数据算法系列10:字符串检验算法 一. 字符串检验算法 二. 练习 参考:

一. 字符串检验算法

字符串检验算法:

奇偶校验:
磁盘阵列的Raid5就是使用了奇偶校验。

海明码:

二. 练习

2.1 面试题(输出字符串的排列组合)

题目:

分析:
采用递归加动态规划的思路,加上恢复现场的原理,同时解决。

代码:

import java.util.HashSet;
import java.util.Scanner;
import java.util.Set;

class Main {
  public static Set<String> getPermutation(String str) {

    //创建 set 集合以避免重复排列
    Set<String> permutations = new HashSet<String>();

    //检查字符串是否为空
    if (str == null) {
      return null;
    } else if (str.length() == 0) {
      //递归的终止条件
      permutations.add("");
      return permutations;
    }

    //得到第一个字符
    char first = str.charAt(0);

    //获取剩余的子字符串
    String sub = str.substring(1);

    //递归调用getPersertion()
    Set<String> words = getPermutation(sub);

    //遍历 words
    for (String strNew : words) {
      for (int i = 0;i<=strNew.length();i++){

        //将排列插入到set集合中
        permutations.add(strNew.substring(0, i) + first + strNew.substring(i));
      }
    }
    return permutations;
  }

  public static void main(String[] args) {

    //创建scanner类的对象
    Scanner input = new Scanner(System.in);

    // 接受用户的输入
    System.out.print("输入字符串: ");
    String data = input.nextLine();
    System.out.println(data + "  的排列组合有: \n" + getPermutation(data));
    }
}

2.2 POJ2262(求奇质素之和)

题目:

代码:

import java.util.Scanner;


public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc=new Scanner(System.in);
        
        while(true) {
            int t=sc.nextInt();
            if(t==0)break;//t等于0退出
            for (int i = 3; i <=t/2; i+=2) {//从3开始,因为必须是奇素数,就不考虑2了
                if(isPrime(i)&&isPrime(t-i)) {
                    System.out.println(t+" = "+i+" + "+(t-i));
                    break;
                }
            }
            
        }
    }
    private static boolean isPrime(int i) {
        if(i==2||i==3) {//等于2,3直接返回是素数
            return true;
        }
        //3之后的素数,一定,在6的两边
        if(i%6!=1 && i%6!=5) {//不在6的左右两边,一定不是素数
            return false;
        }
        //在6的左右两边的数,也有可能不是素数
        int sqrt=(int)Math.sqrt(i);
        for (int j = 5; j <=sqrt ; j+=6) {
            if(i%j==0 || i%(j+2)==0) {
                return false;
            }
            
        }
        return true;
    }
}

2.3 开门游戏

题目:

分析:
用0表示关门,用1表示开门,把数据放到一个数组里面。
然后写个if判断,每次改变装填,最后给数组求和,就能知道有多少开门的。

2.4 Uva106(费马大定律)

题目:

分析:
拆解开了,根据公式进行循环判断即可。

2.5 POJ3744(踩地雷)

大意:
输入n,代表一位童子兵要穿过一条路,路上有些地方放着n个地雷(1<=n<=10)。再输入p,代表这位童子兵非常好玩,走路一蹦一跳的。每次他在 i 位置有 p 的概率走一步到 i+1 ,或者 (1-p) 的概率跳一步到 i+2。输入n个数,代表n个地雷的位置(1<=n<=100000000),童子兵初始在1位置,求他安全通过这条道路的概率。

分析:
如果k 号位有雷,那么安全通过这个雷只可能是在 k-1 号位选择走两步到 k+1 号位。因此,可以得到如下结论:在第 i 个雷的被处理掉的概率就是从 a[i-1]+1 号位到 a[i] 号位的概率。于是,可以用 1 减去就可以求出安全通过第 i个雷的概率,最后乘起来即可,比较悲剧的是数据很大,所以需要用到矩阵快速幂……

类似斐波那契数列,有ans[i]=pans[i-1]+(1-p)ans[i-2]

2.6 POJ3233(矩阵计算)

题目:

分析:

2.7 POJ1226(哈希)

大意:
多组数据,每组n个字符串,寻找最长的X,使得对n个字符串中的任意一个,X或者X反转过来的字符串是其子串。(输出X的长度即可)

分析:
这道好像KMP或者后缀数组都能做,但我还是习惯用哈希。此题可以先二分这个长度(显然如果某个长度满足那么小于这个长度的串也是能找到的),不妨记这个长度为len。然后呢,以第一个字符串为标准,正一遍反一遍扫过去得到该字符串中,以i为下标开始的长度为len的子串的哈希值(不妨记为h1[i]),以及其翻转过来串对应的哈希值(不妨记为h2[i])。同时,后面几个字符串中长度为len的子串的哈希值也可处理出来,放到容器里。接下来,就是看是否存在这样的i,使得剩余n-1个字符串对应的n-1个容器里要么含有h1[i],要么含有h2[i]。如果是则len可以,所求长度肯定大于等于len;否则,所求长度小于len。

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.InputStreamReader;
import java.util.HashMap;
import java.util.HashSet;
import java.util.StringTokenizer;
 
class Reader {
    static BufferedReader reader;
    static StringTokenizer tokenizer;
 
    static void init(InputStream input) {
        reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(input));
        tokenizer = new StringTokenizer("");
    }
 
    static String next() throws IOException {
        while (!tokenizer.hasMoreTokens()) {
            tokenizer = new StringTokenizer(reader.readLine());
        }
        return tokenizer.nextToken();
    }
 
    static int nextInt() throws IOException {
        return Integer.parseInt(next());
    }
}
 
public class Main {
 
    /**
     * @param args
     */
    static int t, n, cnt, len1;
    static char ch[][];
    static int hash1[], hashin[];
    static HashSet<Integer> hashSet[];
    static String str;
    static long mul = 100000007;
    static long monum = Integer.MAX_VALUE;
    static long mulnum;
 
    private static boolean isOk(int num) {
        hashSet = new HashSet[n + 1];
        for (int i = 1; i <= n; i++)
            hashSet[i] = new HashSet<Integer>();
        mulnum = 1;
        for (int i = 1; i <= num; i++)
            mulnum = (mulnum * mul) % monum;
        long v;
        for (int i = 2; i <= n; i++) {
            if (ch[i].length < num)
                return false;
            v = 0;
            for (int j = 0; j < num; j++)
                v = (v * mul + (long) ch[i][j]) % monum;
            hashSet[i].add((int) v);
            for (int j = num; j < ch[i].length; j++) {
                v = (v * mul + (long) ch[i][j]) % monum;
                v = ((v - mulnum * (long) ch[i][j - num]) % monum + monum)
                        % monum;
                hashSet[i].add((int) v);
            }
        }
        hash1 = new int[len1 + 1];
        hashin = new int[len1 + 1];
        v = 0;
        for (int i = 0; i < num; i++) {
            v = (v * mul + (long) ch[1][i]) % monum;
        }
        hash1[1] = (int) v;
        for (int i = num; i < len1; i++) {
            v = (v * mul + (long) ch[1][i]) % monum;
            v = ((v - mulnum * (long) ch[1][i - num]) % monum + monum) % monum;
            hash1[i - num + 2] = (int) v;
        }
        v = 0;
        for (int i = len1 - 1; i >= len1 - num; i--) {
            v = (v * mul + (long) ch[1][i]) % monum;
        }
        hashin[len1 - num + 1] = (int) v;
        for (int i = len1 - num - 1; i >= 0; i--) {
            v = (v * mul + (long) ch[1][i]) % monum;
            v = ((v - mulnum * (long) ch[1][i + num]) % monum + monum) % monum;
            hashin[i + 1] = (int) v;
        }
        boolean flag;
        for (int i = 1; i <= len1; i++) {
            flag = true;
            for (int j = 2; j <= n; j++)
                if ((!hashSet[j].contains(hash1[i]))
                        && (!hashSet[j].contains(hashin[i]))) {
                    flag = false;
                    break;
                }
            if (flag)
                return true;
        }
        return false;
    }
 
    private static void deal() {
        len1 = ch[1].length;
        int l = 0;
        int r = ch[1].length;
        if (n == 1) {
            System.out.println(r);
            return;
        }
        int mid;
        while (r - l > 1) {
            mid = (l + r) / 2;
            if (isOk(mid))
                l = mid;
            else
                r = mid;
        }
        if (isOk(r))
            System.out.println(r);
        else
            System.out.println((r - 1));
    }
 
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // TODO Auto-generated method stub
        Reader.init(System.in);
        t = Reader.nextInt();
        ch = new char[101][];
        for (int casenum = 1; casenum <= t; casenum++) {
            n = Reader.nextInt();
            for (int i = 1; i <= n; i++) {
                str = Reader.next();
                ch[i] = str.toCharArray();
            }
            deal();
        }
    }
 
}

2.8 POJ2440(DNA)

大意:
L位由0和1组成的基因,基因中不能包含子串101以及111,求这样的基因数(L<=10^8)

分析:
快速幂
https://blog.csdn.net/weixin_45987345/article/details/116033056

10^8,果断快速幂。
先倒着推一下,然后再暴力打数据验证想法,最后找循环节为200就可以

a[n]表示长度为n的情况数,第n位只有0或1两种情况

当第n位为0时,前一位为0或1都可以,即a[n-1]

当第n位为1,n-1位为0时,则n-2位只能为0,n-3位任意取,即a[n-3],

当第n位为1,n-1位为1时,则n-2位只能为0,n-3位只能为0,n-4位任意取,即a[n-4]
a[n]=a[n-1]+a[n-3]+a[n-4]

代码:

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.util.Scanner;
 
public class Main {
 
    /**
     * @param args
     */
    static int n, sum;
    static int mat1[][], nowmat[][];
    static BufferedReader reader;
    static String str;
 
    private static int[][] mulmat(int a[][], int b[][]) {
        int c[][] = new int[9][9];
        int val;
        for (int i = 1; i <= 8; i++)
            for (int j = 1; j <= 8; j++) {
                val = 0;
                for (int k = 1; k <= 8; k++)
                    val = (val + a[i][k] * b[k][j]) % 2005;
                c[i][j] = val;
            }
        return c;
    }
 
    private static int[][] mul(int n) {
        if (n == 1)
            return mat1;
        else {
            int mat[][] = mul(n / 2);
            mat = mulmat(mat, mat);
            if (n % 2 == 1)
                mat = mulmat(mat, mat1);
            return mat;
        }
    }
 
    private static void init() {
        mat1 = new int[9][9];
        mat1[1][1] = 1;
        mat1[1][5] = 1;
        mat1[2][1] = 1;
        mat1[2][5] = 1;
        mat1[3][2] = 1;
        mat1[4][2] = 1;
        mat1[5][3] = 1;
        mat1[5][7] = 1;
        mat1[7][4] = 1;
    }
 
    public static void main(String[] args) throws NumberFormatException,
            IOException {
        // TODO Auto-generated method stub
        reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        while ((str = reader.readLine()) != null) {
            n = Integer.parseInt(str);
            if (n == 1)
                System.out.println(2);
            else if (n == 2)
                System.out.println(4);
            else if (n == 3)
                System.out.println(6);
            else {
                init();
                nowmat = mul(n - 3);
                sum = 0;
                for (int i = 1; i <= 8; i++)
                    for (int j = 1; j <= 8; j++)
                        sum = (sum + nowmat[i][j]) % 2005;
                System.out.println(sum);
            }
        }
    }
 
}

2.9 POJ3735(mat乘法优化)

大意:
对于n只猫,现在我们有g,e,s三种操作:

  1. g是让第a只猫得到一个花生
  2. e是让第a只猫的花生全部没有
  3. s是让第a只猫和第b只猫的花生互换

一共有K次操作,这还不算完

要我们重复m次这些操作后,得出的每只猫的花生个数

分析:
m很大,考虑矩阵变化,考虑每一个变化过程,由于有加一,将初始矩阵末尾增加一,方便进行操作,然后有如下变换

参考:

  1. http://www.dataguru.cn/article-5747-1.html
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