根据字符串与另一个数组元素的最大公约数 (GCD) 对字符串数组进行排序


在这个问题中,我们得到了两个字符串数组。我们需要替换array1的值来排序array1。为了替换array1的值,我们可以取array1当前字符串与array2中任何字符串的最大公约数 (GCD)。

字符串的GCD与数字的GCD非常相似。为了解决这个问题,我们可以找到一个字典序大于array1中第i个索引的字符串和array2中第j个索引的字符串的GCD的GCD字符串。

问题陈述 – 我们得到了包含字符串的array1和array2,数组的长度分别为len1和len2。我们需要通过将array1的每个元素替换为arra1[i]和array2[j]的GCD来排序array1,其中0 <= i < len1,且0 <= j < len2。如果无法通过替换array1的元素来排序数组,则需要打印-1。

注意 – 两个字符串的GCD是最小的字符串,当我们多次将其自身连接起来时,应该能够得到这两个字符串。

示例

输入 – array1 = {"aaaa", "point", "sku"}, array2 = {"pointpoint", "skuskusku"};

输出 – 是

解释 – 结果数组是 [“”, “point”, “sku”],它按升序排序。

  • “aaaa”与array2中两个元素的GCD都是空字符串。

  • “point”与“pointpoint”的GCD是“point”。

  • “sku”和“pointpoint”的GCD是空字符串,它不大于前一个元素。因此,我们可以考虑“sku”和“skuskusku”的GCD,它是“sku”。

输入 – array1 = {"aacde", "acac", "aaaa"}, array2 = {"aa", "ac"};

输出 – 否

解释 – 我们可以得到的GCD结果数组是 [“”, “ac”, “aa”],它不是按字典序排序的。

方法 1

在这种方法中,我们将array1的每个元素与array2的每个元素的GCD。之后,我们将替换字典序最小的GCD,它大于数组中当前索引之前的元素。

我们可以根据其长度的GCD来找到两个字符串的GCD。

算法

  • 用空字符串初始化“prev”变量以存储之前的字符串

  • 使用循环遍历array1以替换每个元素。

  • 在循环中将当前字符串存储在“current”变量中。此外,定义“flag”变量并将其设置为true,以跟踪我们是否找到第一个大于“prev”元素的GCD元素。

  • 现在,开始遍历array2,因为我们需要将当前元素与array2的每个元素的GCD。

  • 在循环中,执行getStringGCD()函数以获得两个字符串的GCD。

    • 在getStringGCD()函数中,获取两个数组的长度并使用__gcd()方法找到它们的gcd。

    • 用空字符串初始化str1和str2。将前“gcd”个字符从字符串a附加到str1,并将前“gcd”个字符从字符串b附加到str2。

    • 如果两个字符串中的前“gcd”个字符相等,则表示存在GCD,我们需要继续下一步。

    • 初始化temp1和temp2字符串。

    • 将第一个字符串附加到temp1,“(len2 / gcd)”次。

    • 将第二个字符串附加到temp2,“(len1 / gcd)”次。

    • 如果temp1和temp2相等,则返回“str1”,即两个字符串的GCD。

  • 如果GCD元素大于“prev”变量的值,“flag”为true,则用gcd元素更新当前元素的值。同时,将“flag”设置为false。

  • 如果“gcdElement”大于“prev”且“flag”为“false”,则用“current”和“gcdElement”的最小值更新“current”的值。

  • 用“current”更新“i”的值,用“i”更新“prev”。

  • 执行isArraySorted()函数以检查结果数组是否按升序排序。

    • 在isArraySorted()函数中,遍历数组并检查所有第i个索引处的元素在字典序上是否小于第(i+1)个索引处的元素。

  • 如果排序则返回array1。否则,返回空列表。

示例

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
// function to get the gcd of two strings
string getStringGCD(string a, string b){
   // finding the gcd of the lengths of the strings
   int len1 = a.length(), len2 = b.length();
   int gcd = __gcd(len1, len2);
   // Initializing the strings
   string str1 = "", str2 = "";
   // Create two different strings of length gcd from the given strings
   for (int i = 0; i < gcd; i++) {
      // append total gcd characters from a[i] to str1
      str1.push_back(a[i]);
   }
   for (int i = 0; i < gcd; i++) {
      // // append total gcd characters from b[i] to str2
      str2.push_back(b[i]);
   }
   // If the two strings are equal, then the gcd exists (The initial part of the string is the same)
   if (str1 == str2) {
      // Initialize two temporary strings
      string temp1 = "", temp2 = "";
      // append the string a to temp1 len2/gcd times, and string b to temp2 len1/gcd times to make length of both strings equal.
      for (int i = 1; i <= (int)(len2 / gcd); i++) {
          temp1 += a;
      }
      for (int i = 1; i <= (int)(len1 / gcd); i++) {
          temp2 += b;
      }
      // If temp1 and temp2 are equal, then the gcd exists (The final part of the string is the same)
      if (temp1 == temp2)
          return str1;
   }
   // return an empty string if gcd does not exist
   return " ";
}
// function to check whether the array is sorted or not
bool isArraySorted(vector<string> array) {
   // Traverse the array
   for (int i = 0; i < array.size() - 1; i++) {
      // If we find any string at index i is greater than or equal to the next string, then the array is not sorted
      if (array[i] >= array[i + 1])
          return false;
   }
   // If the array is sorted, then return true.
   return true;
}
// function to sort the array if possible
vector<string> sortStrings(vector<string> array1, vector<string> array2) {
   // Previous string
   string prev = "";
   // Iterate through the array
   for (string &i : array1) {
      // Initialize the current string
      string current = i;
      // flag to find the first string greater than the prev
      bool flag = true;
      // Iterate through the array2
      for (string j : array2){
          // Get the gcd of I and j strings
          string gcdElement = getStringGCD(i, j);
          // If the Gcd element is greater than prev and the flag is true
          if (gcdElement > prev && flag) {
              // Update the current string
              current = gcdElement;
              // set flag to false
              flag = false;
          }
          // If gcdElement > prev and flag is false
          if (gcdElement > prev){
              // Update the current string
              current = min(current, gcdElement);
          }
      }
      // Update array1[i] by current
      i = current;
      // Update prev by array1[i]
      prev = i;
   }
   // check is array1[] is sorted in ascending order
   if (isArraySorted(array1)) {
      return array1;
   }
   // Sorted order is not possible
   vector<string> ans;
   return ans;
}
int main() {
   vector<string> array1 = {"aacde", "acac", "aaaa"};
   vector<string> array2 = {"aa", "ac"};
   vector<string> ans = sortStrings(array1, array2);
   // If the size of ans is 0, then it is not possible to sort the array
   if (ans.size() == 0) {
      cout << "It is not possible to sort the array in ascending order.";
   } else {
      cout << "The array of strings after replacing with their GCD in the sorted order is: ";
      for (string str : ans) {
          cout << str << ", ";
      }
   }
   return 0;
}

输出

It is not possible to sort the array in ascending order.

时间复杂度 – O(len1 * len2 * log(min(len3, len4))),其中len1是array1的长度,len2是array2的长度。len3是array1中任何字符串的最大长度,len4是array2中任何字符串的最大长度。

空间复杂度 – O(1),因为我们没有使用任何常量空间。

更新于:2023年8月18日

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