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leetcode 1051 ~ 1100
字母组合迭代器

字母组合迭代器

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题目描述

代码结果

运行时间: 39 ms, 内存: 18.8 MB


/*
 * 使用Java Stream实现组合迭代器。
 * 
 * 思路:
 * 1. 使用递归生成所有可能的组合。
 * 2. 将生成的组合转换为流。
 * 3. 使用迭代器遍历流中的元素。
 */

import java.util.*;
import java.util.stream.Collectors;
import java.util.stream.IntStream;

public class CombinationIterator {
    private Iterator<String> iterator;

    public CombinationIterator(String characters, int combinationLength) {
        List<String> combinations = new ArrayList<>();
        generateCombinations(characters, combinationLength, 0, new StringBuilder(), combinations);
        iterator = combinations.iterator();
    }

    private void generateCombinations(String characters, int combinationLength, int start, StringBuilder current, List<String> combinations) {
        if (current.length() == combinationLength) {
            combinations.add(current.toString());
            return;
        }
        for (int i = start; i < characters.length(); i++) {
            current.append(characters.charAt(i));
            generateCombinations(characters, combinationLength, i + 1, current, combinations);
            current.deleteCharAt(current.length() - 1);
        }
    }

    public String next() {
        return iterator.next();
    }

    public boolean hasNext() {
        return iterator.hasNext();
    }
}

解释

方法:

这个题解采用了回溯算法来生成所有可能的组合,并将这些组合存储在一个列表中。在初始化阶段,会生成所有长度为 combinationLength 的字符组合。这些组合是按照字典顺序生成的,因为输入字符串是有序的。next() 方法简单地返回列表中的下一个组合,而 hasNext() 方法检查是否还有更多的组合可以返回。

时间复杂度:

O(C(n, k) * k)

空间复杂度:

O(C(n, k))

代码细节讲解

🦆
在CombinationIterator的构造函数中,为什么选择在初始化阶段就生成所有可能的组合,而不是在调用next时动态生成?
在初始化阶段生成所有可能的组合可以简化next和hasNext方法的逻辑,使它们可以更快地执行。预计算组合列表意味着next方法仅需要返回下一个元素,而hasNext方法只需检查当前索引与列表长度的关系。这种设计特别适用于需要频繁调用next和hasNext操作,且组合总数不会造成过大内存负担的情况。
🦆
generate_combinations函数中的递归实现是否考虑了所有边界情况,例如输入字符串为空或combinationLength为0?
该递归实现确实考虑了输入字符串为空或combinationLength为0的边界情况。当输入字符串为空时,由于递归函数在for循环中依赖字符长度,循环将不会执行,因此不会生成任何组合。当combinationLength为0时,基础情况将立即满足(即current长度为0),此时将一个空字符串添加到组合列表中,表示一个有效的空组合。
🦆
类中使用的递归调用在生成组合时有无可能导致栈溢出,特别是当输入字符串非常长时?
递归调用确实有可能在输入字符串非常长时导致栈溢出,尤其是递归深度与combinationLength直接相关。在现实中,如果combinationLength非常大,递归深度也会相应增加,可能会达到栈溢出的风险。在实际应用中,可以考虑使用迭代方法或其他技术来减少递归深度,或者限制输入大小和组合长度。
🦆
在hasNext方法中,返回self.index < len(self.combinations)是如何保证在所有组合都返回后正确地返回false?
在hasNext方法中,self.index是当前组合的索引,而len(self.combinations)是预先生成的组合列表的总长度。每次调用next方法时,self.index增加1。当self.index等于len(self.combinations)时,表示所有组合已经被返回,此时self.index < len(self.combinations)将返回false,从而正确地指示没有更多的组合可以返回。这是一种简单而有效的方式来跟踪是否还有剩余的组合需要返回。

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