Python 根據相鄰關系還原數組的兩種方式(單向構造和雙向構造)
這是 LeetCode 上的 1743. 從相鄰元素對還原數組 ，難度為 中等。
Tag : 「哈希表」、「雙指針」、「模擬」
存在一個由 n 個不同元素組成的整數數組 nums ，但你已經記不清具體內容。好在你還記得 nums 中的每一對相鄰元素。給你一個二維整數數組 adjacentPairs ，大小為 n - 1 ，其中每個 adjacentPairs[i] = [ui, vi] 表示元素 ui 和 vi 在 nums 中相鄰。題目數據保證所有由元素 nums[i] 和 nums[i+1] 組成的相鄰元素對都存在于 adjacentPairs 中，存在形式可能是 [nums[i], nums[i+1]] ，也可能是 [nums[i+1], nums[i]] 。這些相鄰元素對可以 按任意順序 出現。
返回 原始數組 nums 。如果存在多種解答，返回 其中任意一個 即可。
示例 1：輸入：adjacentPairs = [[2,1],[3,4],[3,2]]
輸出：[1,2,3,4]
解釋：數組的所有相鄰元素對都在 adjacentPairs 中。特別要注意的是，adjacentPairs[i] 只表示兩個元素相鄰，并不保證其 左-右 順序。
示例 2：輸入：adjacentPairs = [[4,-2],[1,4],[-3,1]]
輸出：[-2,4,1,-3]
解釋：數組中可能存在負數。另一種解答是 [-3,1,4,-2] ，也會被視作正確答案。
示例 3：輸入：adjacentPairs = [[100000,-100000]]
輸出：[100000,-100000]
提示：
nums.length == n adjacentPairs.length == n - 1 adjacentPairs[i].length == 2 2 <= n <= 10510^5105 -10510^5105 <= nums[i], ui, vi <= 10510^5105 題目數據保證存在一些以 adjacentPairs 作為元素對的數組單向構造（哈希表計數）根據題意，由于所有的相鄰關系都會出現在 numsnumsnums 中，假設其中一個合法數組為 ansansans，長度為 nnn。
那么顯然 ans[0]ans[0]ans[0] 和 ans[n−1]ans[n - 1]ans[n−1] 在 numsnumsnums 中只存在一對相鄰關系，而其他 ans[i]ans[i]ans[i] 則存在兩對相鄰關系。
因此我們可以使用「哈希表」對 numsnumsnums 中出現的數值進行計數，找到“出現一次”的數值作為 ansansans 數值的首位，然后根據給定的相鄰關系進行「單向構造」，為了方便找到某個數其相鄰的數是哪些，我們還需要再開一個「哈希表」記錄相鄰關系。
Java 代碼：
class Solution { public int[] restoreArray(int[][] aps) {int m = aps.length, n = m + 1;Map<Integer, Integer> cnts = new HashMap<>();Map<Integer, List<Integer>> map = new HashMap<>();for (int[] ap : aps) { int a = ap[0], b = ap[1]; cnts.put(a, cnts.getOrDefault(a, 0) + 1); cnts.put(b, cnts.getOrDefault(b, 0) + 1); List<Integer> alist = map.getOrDefault(a, new ArrayList<>()); alist.add(b); map.put(a, alist); List<Integer> blist = map.getOrDefault(b, new ArrayList<>()); blist.add(a); map.put(b, blist);}int start = -1;for (int i : cnts.keySet()) { if (cnts.get(i) == 1) {start = i;break; }}int[] ans = new int[n];ans[0] = start;ans[1] = map.get(start).get(0);for (int i = 2; i < n; i++) { int x = ans[i - 1]; List<Integer> list = map.get(x); for (int j : list) {if (j != ans[i - 2]) ans[i] = j; }}return ans; }}
Python 3 代碼：
class Solution: def restoreArray(self, adjacentPairs: List[List[int]]) -> List[int]:m = n = len(adjacentPairs)n += 1cnts = defaultdict(int)hashmap = defaultdict(list)for a, b in adjacentPairs: cnts[a] += 1 cnts[b] += 1 hashmap[a].append(b) hashmap[b].append(a)start = -1for i, v in cnts.items(): if v == 1:start = ibreakans = [0] * nans[0] = startans[1] = hashmap[start][0]for i in range(2, n): x = ans[i - 1] for j in hashmap[x]:if j != ans[i - 2]: ans[i] = jreturn ans 時間復雜度：O(n)O(n)O(n) 空間復雜度：O(n)O(n)O(n)雙向構造（雙指針）
在解法一中，我們通過「哈希表」計數得到 ansansans 首位的原始作為起點，進行「單向構造」。那么是否存在使用任意數值作為起點進行的雙向構造呢？答案是顯然的，我們可以利用 ansansans 的長度為 2<=n<=1052 <= n <= 10^52<=n<=105，構造一個長度 10610^6106 的數組 qqq（這里可以使用 static 進行加速，讓多個測試用例共享一個大數組）。
這里 qqq 數組不一定要開成 1e61e61e6 大小，只要我們 qqq 大小大于 ansansans 的兩倍，就不會存在越界問題。
從 qqq 數組的 中間位置 開始，先隨便將其中一個元素添加到中間位置，使用「雙指針」分別往「兩邊拓展」（l 和 r 分別指向左右待插入的位置）。
當 l 指針和 r 指針直接已經有 nnn 個數值，說明整個 ansansans 構造完成，我們將 [l+1,r−1][l + 1, r - 1][l+1,r−1] 范圍內的數值輸出作為答案即可。
Java 代碼：
class Solution { static int N = (int)1e6+10; static int[] q = new int[N]; public int[] restoreArray(int[][] aps) {int m = aps.length, n = m + 1;Map<Integer, List<Integer>> map = new HashMap<>();for (int[] ap : aps) { int a = ap[0], b = ap[1]; List<Integer> alist = map.getOrDefault(a, new ArrayList<>()); alist.add(b); map.put(a, alist); List<Integer> blist = map.getOrDefault(b, new ArrayList<>()); blist.add(a); map.put(b, blist);}int l = N / 2, r = l + 1;int std = aps[0][0];List<Integer> list = map.get(std);q[l--] = std;q[r++] = list.get(0);if (list.size() > 1) q[l--] = list.get(1);while ((r - 1) - (l + 1) + 1 < n) { List<Integer> alist = map.get(q[l + 1]); int j = l; for (int i : alist) {if (i != q[l + 2]) q[j--] = i; } l = j; List<Integer> blist = map.get(q[r - 1]); j = r; for (int i : blist) {if (i != q[r - 2]) q[j++] = i; } r = j;}int[] ans = new int[n];for (int i = l + 1, idx = 0; idx < n; i++, idx++) { ans[idx] = q[i];}return ans; }}
Python 3 代碼：
class Solution: N = 10 ** 6 + 10 q = [0] * N def restoreArray(self, adjacentPairs: List[List[int]]) -> List[int]:m = len(adjacentPairs)n = m + 1hashmap = defaultdict(list)for a, b in adjacentPairs: hashmap[a].append(b) hashmap[b].append(a)l = self.N // 2r = l + 1std = adjacentPairs[0][0]lt = hashmap[std]self.q[l] = stdl -= 1self.q[r] = lt[0]r += 1if len(lt) > 1: self.q[l] = lt[1] l -= 1while (r-1)-(l+1)+1<n: alt = hashmap[self.q[l+1]] j = l for i in alt:if i != self.q[l+2]: self.q[j] = i j -= 1 l = jblt = hashmap[self.q[r-1]] j = r for i in blt:if i != self.q[r - 2]: self.q[j] = i j += 1 r = jans = [0] * nfor idx in range(n): ans[idx] = self.q[idx+l+1]return ans
時間復雜度：O(n)O(n)O(n)空間復雜度：O(n)O(n)O(n)
最后到此這篇關于Python 根據相鄰關系還原數組的兩種方式(單向構造和雙向構造)的文章就介紹到這了,更多相關Python 相鄰還原數組內容請搜索好吧啦網以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持好吧啦網！
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