将字符串拆分为互为反转的两个子集的方法计数


在本教程中,我们将深入探讨将给定字符串划分为两个非空子集的问题,其中第一个子集是第二个子集的反转。我们的目标是提供一种有效的解决方案来计算实现此类分区的数量。通过利用C++编程语言的强大功能,我们提出了一种利用位掩码和字符串操作技术的解决方案,以迭代所有可能的划分并根据给定条件验证它们。

我们将探讨解决方案的分步实现,讨论算法和代码结构。此外,我们将提供一个全面的示例来说明在实践中使用该解决方案。在本教程结束时,读者将清楚地了解如何解决这个问题并获得所需数量的有效分区,使他们能够有效地处理他们自己的C++程序中的类似场景。

问题陈述

给定长度为N的字符串S,目标是确定将字符串划分为两个非空子集的可能方法的数量,使得第一个子集是第二个子集的反转。

让我们用例子来理解这个问题陈述!

示例

输入

S = "cabaacba"

输出

Total count of valid subsets: 4

解释

有四个有效的划分满足给定的条件

Partition: {0, 4, 6, 7}
First Subset: "caba"
Second Subset: "abac" (reverse of the first subset)
Partition: {0, 3, 6, 7}
First Subset: "caba"
Second Subset: "abac" (reverse of the first subset)
Partition: {1, 2, 3, 5}
First Subset: "abac"
Second Subset: "caba" (reverse of the first subset)
Partition: {1, 2, 4, 5}
First Subset: "abac"
Second Subset: "caba" (reverse of the first subset)
Hence, the total count of valid partitions for the given string "cabaacba" is 4.

输入

N = 11, S = "mippiisssisssiipsspiim"

输出

Total count of valid subsets: 504

解释

对于给定的字符串“mippiisssisssiipsspiim”,有504个有效的划分满足给定的条件。

这些划分是通过选择构成第一个子集的索引获得的,而其余字符构成第二个子集。第一个子集的反转应该与第二个子集匹配。

有效划分的数量是504,它表示字符串可以拆分为满足给定条件的两个子集的总方法数。

算法

步骤1. 开始定义`countReverseSubsets`函数,该函数接收字符串`str`作为输入并初始化计数变量为0。

步骤2. 使用位掩码迭代所有可能的划分。位掩码表示子集,其中每个位对应于字符串中的一个字符。

步骤3. 对于每个划分,根据位掩码将字符分成第一个和第二个子集。

步骤4. 反转第二个子集并检查它是否等于第一个子集。如果它们相等,则递增计数。

步骤5. 将计数作为有效划分的总数返回。

步骤6. 在`main`函数中,提供一个示例字符串作为输入,调用`countReverseSubsets`函数,并打印结果。

注意:此算法利用位掩码有效地生成字符串的所有可能划分,并检查每个划分的有效性。通过比较子集并计算有效划分,它确定满足给定条件的总数。

现在,在理解了算法之后,让我们使用C++和一个例子来执行它。

示例

使用C++实现上述算法

下面的C++程序计算将给定字符串划分为两个非空子集的方法数量,满足第一个子集是第二个子集的反转的条件。它通过使用位掩码表示子集来迭代所有可能的划分。对于每个划分,它检查第一个子集是否等于第二个子集的反转。最后,它返回有效划分的总数。

输入

"cabaacba"

输出

Total count of valid subsets: 4

示例

#include <iostream>
#include <string>
#include <algorithm>
int countReverseSubsets(const std::string& str) {
   int count = 0;
   int n = str.length();
   for (int mask = 0; mask < (1 << n); mask++) {
      std::string firstSubset, secondSubset;
      for (int i = 0; i < n; i++) {
         if (mask >> i & 1) {
            firstSubset += str[i];
         } else {
            secondSubset += str[i];
         }
      }
      std::string reversedSubset = secondSubset;
      std::reverse(reversedSubset.begin(), reversedSubset.end());
      if (firstSubset == reversedSubset) {
         count++;
      }
   }
   return count;
}
int main() {
   std::string inputString = "cabaacba";
   int result = countReverseSubsets(inputString);
   std::cout << "Total count of valid subsets: " << result << std::endl;
   return 0;
}

输出

Total count of valid subsets: 4

结论

总而言之,我们探讨了计算将字符串拆分为两个互为反转的子集的方法数量的问题。通过运用C++编程的强大功能,我们提供了一种有效的解决方案,该解决方案利用位掩码和字符串操作技术。通过算法和代码实现的分步解释,我们演示了如何有效地解决这个问题。学习愉快!!

更新于:2023年9月8日

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