[路飞]_LeetCode_等式方程的可满足性

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题目

给定一个由表示变量之间关系的字符串方程组成的数组,每个字符串方程 equations[i] 的长度为 4,并采用两种不同的形式之一:"a==b" 或 "a!=b"。在这里,a 和 b 是小写字母(不一定不同),表示单字母变量名。

只有当可以将整数分配给变量名,以便满足所有给定的方程时才返回 true,否则返回 false。 

示例 1:

输入:["a==b","b!=a"]
输出:false
解释:如果我们指定,a = 1b = 1,那么可以满足第一个方程,但无法满足第二个方程。
没有办法分配变量同时满足这两个方程。

示例 2:


输入:["b==a","a==b"]
输出:true
解释:我们可以指定 a = 1b = 1 以满足满足这两个方程。

示例 3:

输入:["a==b","b==c","a==c"]
输出:true

示例 4:

输入:["a==b","b!=c","c==a"]
输出:false

示例 5:

输入:["c==c","b==d","x!=z"]
输出:true

提示:

1 <= equations.length <= 500
equations[i].length == 4
equations[i][0] 和 equations[i][3] 是小写字母
equations[i][1] 要么是 '=',要么是 '!'
equations[i][2] 是 '='

来源:力扣(LeetCode)leetcode-cn.com/problems/sa…

解题思路

相等的式子两边可以建立连通关系,可以由 a == b、b == c 推导出 a == c。

不等式不具备连通性。

这种连通关系可以用并查集来解决。

  • 第一步:把相等等式两边变量合并到并查集;
  • 第二步:拿不相等的等式去并查集中找,如果等式两边的变量属于同一个集合,则说明有冲突,因为原来说这两个变量相等,现在有说这两个不等。这时返回 false;
  • 第三步:如果所有不等式都没有产生冲突,则返回 true;

代码实现

var equationsPossible = function (equations) {
    //等式方程两边是单个字母,所以初始化并查集中的节点数量为 26
    const u = new UnionSet(26)

    for (const s of equations) {
        //把等式的两个变量合并到并查集中
        //合并时要把字符变量转换成数字
        if (s[1] === '=') {
            const a = s[0].charCodeAt() - 97
            const b = s[3].charCodeAt() - 97
            u.merge(a, b)
        }
    }

    for (const s of equations) {
        //如果不等式的两个变量又存在于并查集中,说明冲突,返回 false
        if (s[1] === '!') {
            const a = s[0].charCodeAt() - 97
            const b = s[3].charCodeAt() - 97
            if (u.get(a) === u.get(b)) return false
        }
    }

    return true
};

class UnionSet {
    constructor(n) {
        //初始化父节点数组,每个节点的父节点默认为自己
        this.pa = new Array(n + 1).fill(0).map((item, index) => index)

        //初始化每棵树的节点数
        this.size = new Array(n + 1).fill(1)
    }

    get(x) {
        //查找x的父节点,并且完成路径优化
        //优化后,x的父节点指向所在树的根节点
        return this.pa[x] = this.pa[x] === x ? x : this.get(this.pa[x])
    }

    merge(a, b) {
        //找到a的根节点
        const ra = this.get(a)
        //找到b的根节点
        const rb = this.get(b)

        //如果a和b在一个集合中则不需要合并
        if (ra === rb) return

        //把节点总数小的集合合并到节点总数多的集合里
        //更新节点总数多的集合为 a和b之和
        if (this.size[ra] < this.size[rb]) {
            this.pa[ra] = rb
            this.size[rb] += this.size[ra]
        } else {
            this.pa[rb] = ra
            this.size[ra] += this.size[rb]
        }
    }
}

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