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  • 每日编程系列——暗黑的字符串

    一、题目:

    一个只包含'A'、'B'和'C'的字符串,如果存在某一段长度为3的连续子串中恰好'A'、'B'和'C'各有一个,那么这个字符串就是纯净的,否则这个字符串就是暗黑的。例如:

    BAACAACCBAAA 连续子串"CBA"中包含了'A','B','C'各一个,所以是纯净的字符串
    AABBCCAABB 不存在一个长度为3的连续子串包含'A','B','C',所以是暗黑的字符串
    你的任务就是计算出长度为n的字符串(只包含'A'、'B'和'C'),有多少个是暗黑的字符串。 
    输入描述:
    输入一个整数n,表示字符串长度(1 ≤ n ≤ 30)
    输出描述:
    输出一个整数表示有多少个暗黑字符串
    输入例子:
    2
    3
    输出例子:
    9
    21
    二、答案解析:
    刚开始做这个题的时候,很容易跟着题意,一步步往下走,然后掉“坑”里边,既然要求暗黑字符串的的个数,顺着想下去,可以先求出长度的n的字符串总共有几种组合方式,当然是3^n中,然后我们对各种组合进行遍历,使用KMP算法进行字符串模式匹配,计算出纯净字符串的种数,最后由总个数减去纯净字符串的个数即可求得黑暗字符串的个数,这种做法的一个关键问题就是循环,而循环的层数就是n,试想当n足够大时,循环还能正常进行吗,当然不行了,很容易发生栈溢出的情况,导致整个算法失败。

    换个思路想,其实我们可以采用动态规划的方法去解决问题,动态规划问题的关键在于推导公式(又叫状态转移公式),一般的推导公式如下:

    M表示与过去相关的状态数,Ki表示对应状态的系数。
    在本题中要求出长度为n的暗黑串个数,我们假设只与长度n-1的暗黑串有关,从前一个往后扩展一位,就需要从ABC中选一个进行扩展,而要保证暗黑串,必然要考虑n-1状态时,结尾两个字符的值,当然只有相同和不同两种情况,
    有:f(n-1)=s(n-1)+d(n-1)(公式一)
    1.如果结尾字符相同(用s(n-1)表示),那么要组成暗黑串,扩展位可以是ABC中的任意一种,即共有3*s(n-1)种;
    2.如果结尾字符不同(用d(n-1)表示),那么要组成暗黑串,扩展位只可以是前两位的一种,一共有2*d(n-1)种;
    得出公式:f(n)=3*s(n-1)+2*d(n-1)(公式二),
    根据公式一,有f(n)=2*f(n-1)+s(n-1)(公式三),
    再看第一种情形,在3*s(n-1)中只有一种是保证n状态时,结尾两个字符相同,比如n-1的状态是AA,那么只有扩展位为A时,满足条件;
    再看第二种情形,在2*d(n-1)中只有一种是保证n状态时,结尾两个字符不同,比如n-1的状态时AB,那么只有扩展位为A时,满足条件 ;
    即有s(n)=s(n-1)+d(n-1);(公式四)
    最后由公式一、三、四可得,f(n)=2*f(n-1)+f(n-2),即为状态转移公式,算法如下:





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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/coderls/p/6433755.html
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