【LeetCode】1128. Number of Equivalent Domino Pairs 等价多米诺骨牌对的数量（Python）

作者：负雪明烛
id： fuxuemingzhu
个人博客： http://fuxuemingzhu.cn/

题目描述

Given a list of dominoes, dominoes[i] = [a, b] is equivalent to dominoes[j] = [c, d] if and only if either (a==c and b==d), or (a==d and b==c) - that is, one domino can be rotated to be equal to another domino.

Return the number of pairs (i, j) for which 0 <= i < j < dominoes.length, and dominoes[i] is equivalent to dominoes[j].

Example 1:

Input: dominoes = [[1,2],[2,1],[3,4],[5,6]]

Output: 1

Constraints:

1 <= dominoes.length <= 40000
1 <= dominoes[i][j] <= 9

题目大意

多米诺骨牌上有两个数字，只要这两个数字相等（不用在乎位置是否对应），那么两个多米诺骨牌就是相等的。问有多少组相等的多米诺骨牌。

解题方法

字典统计

第一感觉是可以暴力求解：两两判断二元组是否相等，该方法的时间复杂度是 O(N ^ 2)。但可行性被输入数组的长度最大为 40000 而打破了。介绍一下估算时间复杂度的方法：

已知 N = 40000, 时间复杂度为 O(N ^ 2)，则需要计算 40000 ^ 2 = 16 0000 0000 次。而力扣平台上对于一个题目允许使用的计算量一般是 1亿次。所以对于改题目来说，O(N ^ 2)的方法会超时。

必须要用时间复杂度更低的方法。

从最简单的一个数组中有多少对相等元素说起：从数组 a = [1, 1, 2, 2, 2, 3] 中抽取两个元素，总共有多少种相等的情况呢？

我们发现只用计算相同的元素中有多少组合数，然后加在一起即可。

从 [1, 1] 中抽取两个元素，共有 1 种组合。
从 [2, 2, 2] 中抽取两个元素，共有 3 种组合。
所以从数组 a 中抽取相等的两个元素，总的有 1 + 3 种组合。

高中排列组合告诉我们：从长度为 x 的数组中抽取两个元素，总共有 x * (x - 1) / 2 种抽法。
对于输入的数组 a 来说，我们需要统计 a 中各元素的出现次数 x，然后累加每个元素能构成的相同元素数 x * (x - 1) / 2 。

解决问题的思路已经有了，力扣的这个题目，不就是把判断数组中的元素变成了二元组了么？只要我们能把二元组当做一个元素进行处理，就可以直接套用上面的思路！

我们可以使用映射：把相等的二元组映射成同一个元素，不同的二元组映射成不同的元素。比如把二元组[a, b]映射成一个0~99的数字：如果a < b，则映射成 10 * a + b，否则映射成 10 * b + a。对于二元组[b, a] ，使用上述映射方法，也会映射成相等的数字。但对于 [c, d]，只要该二元组不和 [a, b]相等，它就不可能映射成和 [a, b] 相同的数字。

综上，解决本题的思路已经有了：先统计 dominoes 中相等的二元组出现的个数，然后遍历每个二元组出现的个数 x，累加 x * (x - 1) / 2 。

代码

使用映射的思路，有了下面的第一版代码（Python）：

class Solution(object):

    def numEquivDominoPairs(self, dominoes):

        count = dict()

        for domi in dominoes:

            hash_ = domi[0] * 10 + domi[1] if domi[0] < domi[1] else domi[1] * 10 + domi[0]

            if hash_ in count:

                count[hash_] += 1

            else:

                count[hash_] = 1

        res = 0

        for v in count.values():

            res += v * (v - 1) / 2

        return res

上面的写法，是为了照顾各个语言的读者，因此写的比较通用。对于使用 Python 刷题的同学来说，我认为使用简单的 Python 函数，让代码更加 Pythonic 是有必要的。

分享本题可以使用的更 Pythonic 的函数：

map(f, x)：该函数返回 f(x)。
collections.Counter(arr)：该函数统计数组 arr 中各元素出现的次数，本质是个 dict，即字典。
sum(arr)：该函数对数组 arr 进行求和。

另外，分享一个 Python 的语法是数组array ，用方括号[]表示，是可变对象，不能作为字典的 key。但是元组tuple，用圆括号()表示，是不可变对象，可以作为字典的 key。并且 array 和 tuple 可以相互转化。

我们可以把输入的二元组排序之后，映射成 tuple，作为字典的 key!

综上，我写了一个更简短的 Python 代码，留给读者把玩。

class Solution(object):

    def numEquivDominoPairs(self, dominoes):

        dominoes = map(tuple, map(sorted, dominoes))

        count = collections.Counter(dominoes)

        values = map(lambda v : v * (v - 1) / 2, count.values())

        return sum(values)

复杂度分析

时间复杂度是O(N)，因为每个元素只需要遍历一遍。
这两种写法的空间复杂度都是O(1)，因为只会映射到0~99，字典中最多100个key，不会随着输入dominoes的增加而增加。

日期

2019 年 7 月 28 日 —— kickstart完败
2021 年 1 月 26 日 —— 持续更新微信公众号的第2天