[LeetCode] Letter Case Permutation 字母大小写全排列
Given a string S, we can transform every letter individually to be lowercase or uppercase to create another string. Return a list of all possible strings we could create.
- Examples:
- Input: S = "a1b2"
- Output: ["a1b2", "a1B2", "A1b2", "A1B2"]
- Input: S = "3z4"
- Output: ["3z4", "3Z4"]
- Input: S = "12345"
- Output: ["12345"]
Note:
S
will be a string with length at most12
.S
will consist only of letters or digits.
这道题给了我们一个只包含字母和数字的字符串,让我们将字母以大小写进行全排列,给的例子很好的说明了题意。博主认为这道题给Easy有点不合适,至少应该是Medium的水准。这题主要参考了官方解答贴的解法,我们关心的是字母,数字的处理很简单,直接加上就可以了。比如说S = "abc",那么先让 res = [""],然后res中的每个字符串分别加上第一个字符a和A,得到 ["a", "A"],然后res中的每个字符串分别加上第二个字符b和B,得到 ["ab", "Ab", "aB", "AB"],然后res中的每个字符串分别加上第三个字符c和C,得到 ["abc", "Abc", "aBc", "ABc", "abC", "AbC", "aBC", "ABC"],参见代码如下:
解法一:
- class Solution {
- public:
- vector<string> letterCasePermutation(string S) {
- vector<string> res{""};
- for (char c : S) {
- int len = res.size();
- if (c >= '' && c <= '') {
- for (string &str : res) str.push_back(c);
- } else {
- for (int i = ; i < len; ++i) {
- res.push_back(res[i]);
- res[i].push_back(tolower(c));
- res[len + i].push_back(toupper(c));
- }
- }
- }
- return res;
- }
- };
下面这种解法跟上面的解法没有太大的区别,只不过没有用到tolower()和toupper()这两个built-in函数,而是使用了一个trick来flip大小写字母,通过亦或32实现,为什么呢?因为我们知道 'A' = 65, 'B' = 66, 和 'a' = 97, 'b' = 98, 小写字母的ASCII码比大写字母多32,刚好是(1 << 5),那么我们只要flip第五位上的1,就可以实现大小写的交替了,参见代码如下:
解法二:
- class Solution {
- public:
- vector<string> letterCasePermutation(string S) {
- vector<string> res{""};
- for (char c : S) {
- int len = res.size();
- if (c >= '' && c <= '') {
- for (string &str : res) str.push_back(c);
- } else {
- for (int i = ; i < len; ++i) {
- res.push_back(res[i]);
- res[i].push_back(c);
- res[len + i].push_back(c ^ );
- }
- }
- }
- return res;
- }
- };
我们再来看一种递归的写法,是一种回溯的思路,比如说S = "abc",用一个pos指向当前处理的位置,初始化带入0,然后再递归函数中,如果pos等于s的长度了,那么将s存入结果res再返回;否则调用递归函数,此时带入pos+1,那么递归函数就会一直深入,直到pos等于s的长度了,那么此时就把"abc"存入结果res了,返回后此时pos=2,发现s[pos]是字母,则用上面解法中的flip方法来翻转字母,并且调用递归函数,这样"abC"就会存入结果res中,然后回溯到pos=1的位置,s[pos]是字符,可以flip,并且调用递归函数,这样"aBC"就会存入结果res中,然后pos继续往后遍历,这样"aBc"就会存入结果res中,然后回溯到pos=0的位置,s[pos]是字符,可以flip,并且调用递归函数,这样"ABc"就会存入结果res中,然后继续回溯,这样"ABC"就会存入结果res中,pos又回溯到1的位置,s[pos]是字符,可以flip,并且调用递归函数,这样"AbC"就会存入结果res中,然后pos继续往后遍历,这样"Abc"就会存入结果res中,整个的顺序为:[abc abC aBC aBc ABc ABC AbC Abc],参见代码如下:
解法三:
- class Solution {
- public:
- vector<string> letterCasePermutation(string S) {
- vector<string> res;
- helper(S, , res);
- return res;
- }
- void helper(string& s, int pos, vector<string>& res) {
- if (pos == s.size()) {
- res.push_back(s);
- return;
- }
- helper(s, pos + , res);
- if (s[pos] > '') {
- s[pos] ^= ;
- helper(s, pos + , res);
- }
- }
- };
下面这种解法是官方解答贴的Binary Mask解法,感觉也很巧妙,如果我们仔细观察S = "abc"这个例子,结果会返回8个,为什么是8个呢,因为每个字母都有大小写两种可能,那么三个字母就有2x2x2=8,正好是2的三次方,那么不正好和二进制数相对应么,如果1对应大写字母,0对应小写字母,则有:
- -> ABC
- -> ABc
- -> AbC
- -> Abc
- -> aBC
- -> aBc
- -> abC
- -> abc
这样的话,我们只需要先统计出S中字母的个数cnt,然后遍历 [0, 2^cnt) 中的每个数字,对于每个数字,再遍历S中的每个字符,如果是字母,那么如果当前位是1,则加入小写字母,反之加入大写字母;如果是数字,则直接加入即可。我们用j指向位,每次处理完一位后j自增1,表示对下一位进行处理,参见代码如下:
解法四:
- class Solution {
- public:
- vector<string> letterCasePermutation(string S) {
- vector<string> res;
- int cnt = ;
- for (char c : S) {
- if (c > '') ++cnt;
- }
- for (int i = ; i < ( << cnt); ++i) {
- int j = ;
- string word = "";
- for (char c : S) {
- if (c > '') {
- if (((i >> j++) & ) == ) {
- word.push_back(tolower(c));
- } else {
- word.push_back(toupper(c));
- }
- } else {
- word.push_back(c);
- }
- }
- res.push_back(word);
- }
- return res;
- }
- };
类似题目:
参考资料:
https://leetcode.com/problems/letter-case-permutation/solution/
https://leetcode.com/problems/letter-case-permutation/discuss/115515/C++-backtrack-solution-w-trick
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