Leetcode 1415. 长度为 n 的开心字符串中字典序第 k 小的字符串

一个 「开心字符串」定义为:

  • 仅包含小写字母 ['a', 'b', 'c'].
  • 对所有在 1 到 s.length - 1 之间的 i ,满足 s[i] != s[i + 1] (字符串的下标从 1 开始)。

比方说,字符串 “abc”“ac”,”b” 和 “abcbabcbcb” 都是开心字符串,但是 “aa”“baa” 和 “ababbc” 都不是开心字符串。

给你两个整数 n 和 k ,你需要将长度为 n 的所有开心字符串按字典序排序。

请你返回排序后的第 k 个开心字符串,如果长度为 n 的开心字符串少于 k 个,那么请你返回 空字符串 。

 

示例 1:

输入:n = 1, k = 3

输出:"c"

解释:列表 ["a", "b", "c"] 包含了所有长度为 1 的开心字符串。按照字典序排序后第三个字符串为 "c" 。

示例 2:

输入:n = 1, k = 4

输出:""

解释:长度为 1 的开心字符串只有 3 个。

示例 3:

输入:n = 3, k = 9

输出:"cab"

解释:长度为 3 的开心字符串总共有 12 个 ["aba", "abc", "aca", "acb", "bab", "bac", "bca", "bcb", "cab", "cac", "cba", "cbc"] 。第 9 个字符串为 "cab"

示例 4:

输入:n = 2, k = 7

输出:""

示例 5:

输入:n = 10, k = 100

输出:"abacbabacb"

 

提示:

  • 1 <= n <= 10
  • 1 <= k <= 100

 

**难度**: Medium

**标签**: 回溯算法、


# -*- coding: utf-8 -*-
# @Author  : LG

"""
执行用时:224 ms, 在所有 Python3 提交中击败了19.92% 的用户
内存消耗:17 MB, 在所有 Python3 提交中击败了27.04% 的用户

解题思路:
    回溯
    找出所有的结果
"""
class Solution:
    def getHappyString(self, n: int, k: int) -> str:
        letter = ['a', 'b', 'c']
        result = []

        def backtrack(current):
            if len(current) >= n:   # 长度限定,如果长度达到n,则添加到最终结果,并终止
                result.append(''.join(current))
                return

            for i in range(3):
                if current == [] or (letter[i] != current[-1]): # 当前列表为[] 或 当前字母与当前列表最后一个不同时, 添加到当前列表
                    current.append(letter[i])
                    backtrack(current)
                    current.pop()   # 回溯

        backtrack([])
        if k > len(result):
            return ''
        else:
            return result[k-1]

"""
执行用时:40 ms, 在所有 Python3 提交中击败了94.74% 的用户
内存消耗:13.3 MB, 在所有 Python3 提交中击败了93.71% 的用户

解题思路:
    分析状态,找规律
    
    1   a       b       c
    2   ab      ac      ba      bc      ca      cb
    3   aba     abc     aca     acb     bab     bac     bca     bcb     cab     cac     cba     cbc
    4   abab    abac    abca    abcb    acab    acac    acba    acbc    baba    babc    baca    bacb    ...

                  all               a开头     b开头     c开头
    1       3*2**(1-1) = 3*1        1           1       1    
    2       3*2**(2-1) = 3*2        2           2       2
    3       3*2**(3-1) = 3*4        4           4       4
    4       3*2**(4-1) = 3*8        8           8       8
    10      3*2**(10-1)= 3*512      512         512     512    
    需注意的是,当以b开头时,第一个字符是a,第二个是c,需将上一位存在的元素剔除
"""


class Solution:
    def getHappyString(self, n: int, k: int) -> str:

        all_num = 3 * 2 ** (n - 1)
        if k > all_num:
            return ''
        result = []

        def find(i, k, pre):    # 当前为位数,当前找第几个数,前一个字符
            letters = ['a', 'b', 'c']
            if pre in letters:
                letters.remove(pre) # 从a,b,c 中移除,上一个字符。确保相邻元素不同
            index = k // 2 ** (n - 1 - i)   # 整除获得下标,依据下标取当前位的字符
            k = k % 2 ** (n - 1 - i)        # 余数,作为新的k
            result.append(letters[index])
            return k, letters[index]

        pre = ''
        k = k - 1
        for i in range(n):
            k, pre = find(i, k, pre)
        return ''.join(result)