青蛙呱呱叫的最小数量

问题陈述

我们得到一个字符串 croakOfFrogs，它代表了来自不同青蛙的字符串 "croak" 的组合，也就是说，多只青蛙可以同时呱呱叫，所以多个 "croak" 混合在一起。

返回完成给定字符串中所有呱呱声所需的最少青蛙数量。

一个有效的 "croak" 意味着一只青蛙按顺序发出五个字母：'c'、'r'、'o'、'a' 和 'k'。青蛙必须发出所有五个字母才能完成一次呱呱叫。如果给定的字符串不是有效 "croak" 的组合，则返回 -1。

Java 实现

Java 方法 1

输出

代码解释

• 该代码定义了一个 Solution 类，其中包含一个 minNumberOfFrogs 方法，该方法接受一个表示青蛙叫声的字符串。它遍历每个字符，增加 'c'、'r'、'o' 和 'a' 的计数。如果出现顺序被违反，则返回 -1。
• 对于 'k'，它会更新青蛙的最大数量，减少计数并检查呱呱声的有效性。该方法返回有效呱呱声所需的最少青蛙数量。

时间复杂度

• 时间复杂度为 O(N)，其中 N 是输入字符串 spellingOfFrogs 的大小。该算法通过迭代涉及恒定时间的操作，对整个字符串进行单次遍历。

空间复杂度

• 空间复杂度为 O(1)。为了证明这一点，该方法接触了计数变量 r 和 c 的恒定额外空间分配。空间复杂度不依赖于输入的大小。

缺点

• 该解决方案的弱点在于它涉及按顺序计算每个字母的频率，并假设了特定的版本控制。如果输入不遵守此顺序或是残缺的呱呱声，该解决方案可能会出错。

Java 方法 2

输出

代码解释

• 该代码定义了一个名为 Solution 的类，其中有一个 minNumberOfFrogs 方法，用于找出产生给定呱呱声序列所需的最少青蛙数量。该算法使用一个数组来存储每种呱呱声（'c'、'r'、'o'、'a'、'k'）的频率，并遍历输入字符串。它通过根据呱呱声的出现来增加和减少计数，来检查序列是否有效。在任何时候 'c' 的最大计数值代表了所需的最少青蛙数量。该程序还确保输入的长度是 5 的倍数，并在遇到任何无效条件时返回 -1。

时间复杂度

• 时间复杂度为 O(n)，其中 n 代表输入字符串 croakOfFrogs 的长度。这是一项核心操作，它在每个字符上执行，并且只遍历字符串一次。

空间复杂度

• 由于用于频率数组和映射的内存消耗是恒定的，所以空间复杂度为 O(1)。它与输入大小无关。

缺点

• 所提出解决方案的弱点在于它依赖于一些特定的字符索引和频率数组，这使得它在应对输入变化或对呱呱声模式进行修改时灵活性较差。
• 该方法假定了一个特定的字符顺序（'c'、'r'、'o'、'a' 和 'k'），这需要额外的负频率检查。这种严格的框架可能会导致错误，因为 croakOfFrogs 字符串可能不符合给定的格式。

Java 方法 3

输出

代码解释

• 该代码定义了一个 Solution 类，其中有一个 minNumberOfFrogs 方法，用于计算产生给定青蛙声音序列所需的最少青蛙数量。它使用一个数组 croak 来跟踪每种声音（'c'、'r'、'o'、'a'、'k'）的计数。
• 该函数遍历输入字符串，更新每种声音的计数并检查序列的有效性。索引映射函数 getIndex 确保正确的索引。结果是 'c' 声音的最大计数值，代表所需的最少青蛙数量。

时间复杂度

• minNumberOfFrogs 的运行时间为 O(n)，其中 n 定义为我们需要确定的 CroakOfFrogs 的部分。这个函数不会在字符串中移动，而是单独处理每个字符。每次，该函数都对每个字符执行一个恒定时间的操作。

空间复杂度

• 正在管理的进程的空间复杂度为 O(1)，因为所需的辅助存储（如 croak 数组和索引变量）被认为是恒定的。关于空间复杂度，它不依赖于字符串的长度。