统计首字母为辅音且没有相邻辅音或元音的字母异位词个数


字母异位词是计算机科学和语言处理中一个引人入胜的概念。它们实质上是通过重新排列另一个单词或短语的字母而形成的单词或短语。当我们引入特定规则时,挑战性会增加。今天,我们将深入研究一个独特的问题——统计以辅音开头且没有相邻辅音或元音的字母异位词。我们将使用C++来开发解决方案并逐步讲解一个示例。

算法解释

我们的任务是在两个约束条件下统计字母异位词:

  • 第一个字符必须是辅音。

  • 不应该有相邻的辅音或元音。

为了实现这一点,我们将:

  • 分别提取辅音和元音。

  • 实现一个递归函数来生成符合我们规则的组合。

C++实现

让我们逐步探索C++实现:

示例

让我们逐步探索在各种编程语言中的实现:

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>

char anagrams[10000][10];
int anagramsCount = 0;

// Function to check if a character is vowel
int isVowel(char c) {
   return (c == 'a' || c == 'e' || c == 'i' || c == 'o' || c == 'u');
}

// Function to generate anagrams following rules
void generateAnagrams(char *s, char *consonants, char *vowels, int n) {
   // Base case: when string length reaches n
   if (strlen(s) == n) {
      strcpy(anagrams[anagramsCount++], s);
      return;
   }

   // Add consonants and vowels alternatively
   if (strlen(s) % 2 == 0) { // Add consonant
      for (int i = 0; i < strlen(consonants); i++) {
         char newConsonants[10];
         strcpy(newConsonants, consonants);
         memmove(newConsonants + i, newConsonants + i + 1, strlen(newConsonants) - i);
         generateAnagrams(strncat(strdup(s), &(consonants[i]), 1), newConsonants, vowels, n);
      }
   } else { // Add vowel
      for (int i = 0; i < strlen(vowels); i++) {
         char newVowels[10];
         strcpy(newVowels, vowels);
         memmove(newVowels + i, newVowels + i + 1, strlen(newVowels) - i);
         generateAnagrams(strncat(strdup(s), &(vowels[i]), 1), consonants, newVowels, n);
      }
   }
}
int main() {
   char str[10];
   strcpy(str, "abc");

   char consonants[10] = "";
   char vowels[10] = "";
   for (int i = 0; i < strlen(str); i++) {
      if (isVowel(str[i])) {
         strncat(vowels, &(str[i]), 1);
      } else {
         strncat(consonants, &(str[i]), 1);
      }
   }

   generateAnagrams("", consonants, vowels, strlen(str));

   printf("Anagrams count: %d\n", anagramsCount);

   return 0;
}

输出

Anagrams count: 2
#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>

using namespace std;

vector<string> anagrams;

// Function to check if a character is vowel
bool isVowel(char c) {
   return (c == 'a' || c == 'e' || c == 'i' || c == 'o' || c == 'u');
}

// Function to generate anagrams following rules
void generateAnagrams(string s, string consonants, string vowels, int n) {
   // Base case: when string length reaches n
   if (s.length() == n) {
      anagrams.push_back(s);
      return;
   }
   
   // Add consonants and vowels alternatively
   if (s.length() % 2 == 0) { // Add consonant
      for (int i = 0; i < consonants.length(); i++) {
         generateAnagrams(s + consonants[i], consonants.substr(0, i) + consonants.substr(i + 1), vowels, n);
      }
   } else { // Add vowel
      for (int i = 0; i < vowels.length(); i++) {
         generateAnagrams(s + vowels[i], consonants, vowels.substr(0, i) + vowels.substr(i + 1), n);
      }
   }
}
int main() {
   string str;
   str="abc";
   
   string consonants = "", vowels = "";
   for (int i = 0; i < str.length(); i++) {
      if (isVowel(str[i])) vowels += str[i];
      else consonants += str[i];
   }
   
   generateAnagrams("", consonants, vowels, str.length());
   
   cout << "Anagrams count: " << anagrams.size() << endl;
   
   return 0;
}

输出

Anagrams count: 2
import java.util.ArrayList;

public class AnagramGenerator {

   static ArrayList<String> anagrams = new ArrayList<>();

   // Function to check if a character is vowel
   static boolean isVowel(char c) {
      return c == 'a' || c == 'e' || c == 'i' || c == 'o' || c == 'u';
   }

   // Function to generate anagrams following rules
   static void generateAnagrams(String s, String consonants, String vowels, int n) {
      // Base case: when string length reaches n
      if (s.length() == n) {
         anagrams.add(s);
         return;
      }

      // Add consonants and vowels alternatively
      if (s.length() % 2 == 0) { // Add consonant
         for (int i = 0; i < consonants.length(); i++) {
            generateAnagrams(s + consonants.charAt(i), consonants.substring(0, i) + consonants.substring(i + 1), vowels, n);
         }
      } else { // Add vowel
         for (int i = 0; i < vowels.length(); i++) {
            generateAnagrams(s + vowels.charAt(i), consonants, vowels.substring(0, i) + vowels.substring(i + 1), n);
         }
      }
   }

   public static void main(String[] args) {
      String str = "abc";
      String consonants = "";
      String vowels = "";
      for (int i = 0; i < str.length(); i++) {
         if (isVowel(str.charAt(i))) {
            vowels += str.charAt(i);
         } else {
            consonants += str.charAt(i);
         }
      }

      generateAnagrams("", consonants, vowels, str.length());
      System.out.println("Anagrams count: " + anagrams.size());
   }
}

输出

Anagrams count: 2
anagrams = []

# Function to check if a character is vowel
def isVowel(c):
   return c in ['a', 'e', 'i', 'o', 'u']

# Function to generate anagrams following rules
def generateAnagrams(s, consonants, vowels, n):
   global anagrams
   # Base case: when string length reaches n
   if len(s) == n:
      anagrams.append(s)
      return

   # Add consonants and vowels alternatively
   if len(s) % 2 == 0:  # Add consonant
      for i in range(len(consonants)):
         generateAnagrams(s + consonants[i], consonants[:i] + consonants[i+1:], vowels, n)
   else:  # Add vowel
      for i in range(len(vowels)):
         generateAnagrams(s + vowels[i], consonants, vowels[:i] + vowels[i+1:], n)

str = "abc"

consonants = ""
vowels = ""
for char in str:
   if isVowel(char):
      vowels += char
   else:
      consonants += char

generateAnagrams("", consonants, vowels, len(str))
print("Anagrams count:", len(anagrams))

输出

Anagrams count: 2

该程序接收一个输入字符串,并分离辅音和元音。然后,它通过交替添加辅音和元音来递归生成字母异位词。

测试用例示例

假设我们使用输入字符串“abc”运行程序。该字符串有两个辅音(“b”和“c”)和一个元音(“a”)。遵循规则的可能的字母异位词将是“bca”和“cab”。

结论

在本教程中,我们学习了如何在C++中统计具有特定规则的字母异位词。我们讨论了一种方法,该方法涉及分离辅音和元音,并使用递归来生成字母异位词。这不仅加深了我们对字母异位词的理解,还扩展了我们如何处理编程问题中约束条件的知识。

更新于:2023年10月16日

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