来源：链接：https://leetcode-cn.com/problems/smallest-string-with-swaps/
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题目描述
给你一个字符串 s，以及该字符串中的一些「索引对」数组 pairs，其中 pairs[i] = [a, b] 表示字符串中的两个索引（编号从 0 开始）。
你可以 任意多次交换 在 pairs 中任意一对索引处的字符。
返回在经过若干次交换后，s 可以变成的按字典序最小的字符串。
输入：s = “dcab”, pairs = [[0,3],[1,2]]
输出：“bacd”
解释：
交换 s[0] 和 s[3], s = “bcad”
交换 s[1] 和 s[2], s = “bacd”
输入：s = “dcab”, pairs = [[0,3],[1,2],[0,2]]
输出：“abcd”
解释：
交换 s[0] 和 s[3], s = “bcad”
交换 s[0] 和 s[2], s = “acbd”
交换 s[1] 和 s[2], s = “abcd”
输入：s = “cba”, pairs = [[0,1],[1,2]]
输出：“abc”
解释：
交换 s[0] 和 s[1], s = “bca”
交换 s[1] 和 s[2], s = “bac”
交换 s[0] 和 s[1], s = “abc”
题解
- ASCII 值越小的字符位于字符串中的位置越靠前，整个字符串的字典序就越靠前。
- 我们需要找出同属于一个连通分量的所有字符。把「连在一起」的索引按照字符的 ASCII 值升序排序
-
并查集
第 1 步：先遍历 pairs 中的索引对，将索引对中成对的索引输入并查集，并查集会帮助我们实现同属于一个连通分量中的元素的合并工作。注意：并查集管理的是「索引」不是「字符」。
第 2 步：遍历输入字符串 s，对于每一个索引，找到这个索引在并查集中的代表元，把同属于一个代表元的字符放在一起。这一步需要建立一个映射关系。键：并查集中的代表元，值：同属于一个代表元的 s 中的字符。可以使用哈希表建立映射关系。
第 3 步：分组排序。即对同属于一个连通分量中的字符进行排序。
import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import java.util.Map;
import java.util.PriorityQueue;
public class Solution {
public String smallestStringWithSwaps(String s, List<List<Integer>> pairs) {
if (pairs.size() == 0) {
return s;
}
// 第 1 步：将任意交换的结点对输入并查集
int len = s.length();
UnionFind unionFind = new UnionFind(len);
for (List<Integer> pair : pairs) {
int index1 = pair.get(0);
int index2 = pair.get(1);
unionFind.union(index1, index2);
}
// 第 2 步：构建映射关系
char[] charArray = s.toCharArray();
// key：连通分量的代表元，value：同一个连通分量的字符集合（保存在一个优先队列中）
Map<Integer, PriorityQueue<Character>> hashMap = new HashMap<>(len);
for (int i = 0; i < len; i++) {
int root = unionFind.find(i);
// if (hashMap.containsKey(root)) {
// hashMap.get(root).offer(charArray[i]);
// } else {
// PriorityQueue<Character> minHeap = new PriorityQueue<>();
// minHeap.offer(charArray[i]);
// hashMap.put(root, minHeap);
// }
// 上面六行代码等价于下面一行代码，JDK 1.8 以及以后支持下面的写法
hashMap.computeIfAbsent(root, key -> new PriorityQueue<>()).offer(charArray[i]);
}
// 第 3 步：重组字符串
StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < len; i++) {
int root = unionFind.find(i);
stringBuilder.append(hashMap.get(root).poll());
}
return stringBuilder.toString();
}
private class UnionFind {
private int[] parent;
/**
* 以 i 为根结点的子树的高度（引入了路径压缩以后该定义并不准确）
*/
private int[] rank;
public UnionFind(int n) {
this.parent = new int[n];
this.rank = new int[n];
for (int i = 0; i < n; i++) {
this.parent[i] = i;
this.rank[i] = 1;
}
}
public void union(int x, int y) {
int rootX = find(x);
int rootY = find(y);
if (rootX == rootY) {
return;
}
if (rank[rootX] == rank[rootY]) {
parent[rootX] = rootY;
// 此时以 rootY 为根结点的树的高度仅加了 1
rank[rootY]++;
} else if (rank[rootX] < rank[rootY]) {
parent[rootX] = rootY;
// 此时以 rootY 为根结点的树的高度不变
} else {
// 同理，此时以 rootX 为根结点的树的高度不变
parent[rootY] = rootX;
}
}
public int find(int x) {
if (x != parent[x]) {
parent[x] = find(parent[x]);
}
return parent[x];
}
}
}
Java8 Map computeIfAbsent方法说明
computeIfAbsent
// 方法定义
default V computeIfAbsent(K key, Function<? super K, ? extends V> mappingFunction) {
...
}
// java8之前。从map中根据key获取value操作可能会有下面的操作
Object key = map.get("key");
if (key == null) {
key = new Object();
map.put("key", key);
}
// java8之后。上面的操作可以简化为一行，若key对应的value为空，会将第二个参数的返回值存入并返回
Object key2 = map.computeIfAbsent("key", k -> new Object());