codeforces-go 题解剖析:力扣双周赛 176 Q2「前缀连通组」哈希表计数解法 科学计算【免费下载链接】codeforces-go算法竞赛模板库 by 灵茶山艾府 项目地址https://gitcode.com/GitHub_Trending/co/codeforces-go点击查看免费下载导读本题是力扣双周赛 176 的第二题Number of Prefix Connected Groups题意经过包装后较绕但剥开外壳就是一道典型的「统计不同前缀出现次数」哈希计数题。本文将围绕 leetcode/biweekly/176/b/README.md 中给出的 Python / Java / C / Go 四语言解法展开并结合 codeforces-go 仓库内的 b.go、b_test.go 与 b.txt 测试用例说明题意的转化过程、哈希表计数的正确写法、复杂度分析以及仓库自带的自动化测试机制。读完本文你将掌握一类「按前缀/子串计数去重」题目的通用套路并了解该仓库如何用反射测试框架对这类函数题做用例驱动的回归验证。一、题意转化绕圈子的表述与「说人话」原题英文名为 Number of Prefix Connected Groups中文赛题直译容易让人困惑。README 作者给了一句非常关键的提示「题意有点绕说人话就是……」这句话点破了本题的本质统计 $\textit{words}[i][..k]$长为 $k$ 的前缀的出现次数有多少个出现次数 $\ge 2$ 的不同前缀也就是说题目要回答的问题可以拆成三个步骤对每个字符串 $\textit{words}[i]$取其长度为 $k$ 的前缀用哈希表统计这些前缀各自出现了多少次统计有多少个不同的前缀出现次数 $\ge 2$而不是有多少个字符串满足条件。这里有一个容易踩的坑答案统计的是去重后的前缀种类数。例如两个字符串共享同一个前缀只能算作 1 个「前缀连通组」而四个字符串两两共享不同前缀则可能贡献 2 个组。因此必须以「不同的前缀」为单位去统计不能简单地对每个出现次数 $\ge 2$ 的字符串逐个 1。二、算法思路哈希表统计前缀出现次数算法非常直接只有两个循环第一趟循环统计遍历 $\textit{words}$凡是长度 $\ge k$ 的字符串截取前 $k$ 个字符作为键在哈希表中计数 1长度小于 $k$ 的字符串没有完整的前缀直接跳过第二趟循环汇总遍历哈希表的计数值凡是计数值 $ 1$即至少被两个字符串共享的前缀答案 1。为什么答案不是「出现次数之和」而是「计数值 1 的键的个数」因为题意要求的是「不同前缀的个数」。假如三个字符串的前缀分别是 A、A、A那么「出现次数 $\ge 2$ 的不同前缀」只有 A 这一个答案是 1 而不是 3。哈希表天然完成了去重每个不同的前缀在表中只有一条记录统计时只需判断这条记录的计数是否大于 1。三、复杂度分析时间复杂度$\mathcal{O}(nk)$其中 $n$ 是 $\textit{words}$ 的长度。切分前缀本身需要 $\mathcal{O}(k)$ 时间最坏情况下 $n$ 个字符串全部长度 $\ge k$总代价为 $n \times k$哈希表插入与查询均摊 $\mathcal{O}(1)$。空间复杂度$\mathcal{O}(nk)$最坏情况下每个前缀都不相同哈希表需要存储 $n$ 个长度为 $k$ 的键。需要注意实际内存占用还取决于 $k$ 与最长字符串长度的关系——长度小于 $k$ 的字符串被提前跳过不会进入哈希表。四、四语言实现完整继承原题解README 中给出了 Python / Java / C / Go 四种语言的完整实现思路完全一致这里逐一给出并补充注释说明Python 3class Solution: def prefixConnected(self, words: List[str], k: int) - int: cnt Counter(w[:k] for w in words if len(w) k) return sum(c 1 for c in cnt.values())利用collections.Counter一行完成统计再用生成器表达式对每个计数做布尔判断求和True计为 1。过滤条件len(w) k保证了切分w[:k]的安全。Javaclass Solution { public int prefixConnected(String[] words, int k) { MapString, Integer cnt new HashMap(); for (String w : words) { if (w.length() k) { cnt.merge(w.substring(0, k), 1, Integer::sum); } } int ans 0; for (int c : cnt.values()) { if (c 1) { ans; } } return ans; } }Map.merge(key, 1, Integer::sum)是 Java 8 起统计频次的惯用法键不存在时放入初始值 1键已存在时用 remapping 函数把旧值加 1。w.substring(0, k)在w.length() k的前提下不会越界。Cclass Solution { public: int prefixConnected(vectorstring words, int k) { unordered_mapstring, int cnt; for (auto w : words) { if (w.size() k) { cnt[w.substr(0, k)]; } } int ans 0; for (auto [_, c] : cnt) { ans c 1; } return ans; } };C 版本用unordered_mapstring, int与结构化绑定遍历键值对c 1作为布尔表达式直接加到ans上true隐式转为 1。Go与仓库源码一致func prefixConnected(words []string, k int) (ans int) { cnt : map[string]int{} for _, w : range words { if len(w) k { cnt[w[:k]] } } for _, c : range cnt { if c 1 { ans } } return }Go 版本使用命名返回值(ans int)配合w[:k]切片语法。需要特别提醒Go 中对字符串做w[:k]切片截取的是字节而非字符因此该写法成立的前提是输入为纯 ASCII / 英文字母字符串若k对应的是多字节字符边界则应改用[]rune转换后再切片。仓库中对应的完整实现位于 leetcode/biweekly/176/b/b.go与 README 中给出的代码逐行一致可直接对照阅读。五、仓库级验证反射驱动的用例测试codeforces-go 仓库为每道力扣题都配套了「实现文件 测试数据 测试驱动」本题也不例外三个文件形成一个闭环b.go函数实现b.txt纯文本测试用例每 3 行一组2 个输入行 1 个期望输出行b_test.go测试入口。b_test.go 的内容非常简短func Test_b(t *testing.T) { if err : testutil.RunLeetCodeFuncWithFile(t, prefixConnected, b.txt, 0); err ! nil { t.Fatal(err) } }它的工作方式是基于 Go 反射自动驱动RunLeetCodeFuncWithFile实现在 leetcode/testutil/leetcode.go读取 b.txt按「函数入参个数 返回值个数」自动切分用例本题为 2 入 1 出故每 3 行一组随后通过reflect.TypeOf(f).NumIn()/NumOut()推断参数与返回类型调用parseRawArg把文本解析为[]string、int等真实类型再用fValue.Call(ins)执行函数并比对输出。因此你只需提供实现与数据文件无需手写任何断言。b.txt 中的三组用例逐例推演wordsk期望输出推导过程[apple,apply,banana,bandit]22前缀apapple/apply出现 2 次babanana/bandit出现 2 次共 2 个不同前缀[car,cat,cartoon]31前缀carcar/cartoon、catcat——只有car出现 2 次答案是 1[bat,dog,dog,doggy,bat]32bat出现 2 次dog出现 3 次共 2 个不同前缀注意doggy的dog与dog相同去重后仍只有 1 个dog组第三组用例尤其能检验「去重」这一核心语义4 个出现次数 $\ge 2$ 的字符串分别对应 2 个不同前缀答案为 2。如果在第二趟循环里按字符串计数或对每条记录不加去重地累加就会得到错误结果。六、边界情况与易错点长度不足 $k$ 的字符串必须跳过否则w[:k]/substring(0,k)/substr(0,k)会越界或产生非法切片。README 中明确提示「跳过长度小于 $k$ 的字符串」四个版本实现里都有len(w) k的守卫条件。空数组 / 空字符串words为空时哈希表为空返回 0空字符串长度 0 kk ≥ 1自然被过滤。重复字符串同一字符串出现多次也各自贡献计数这正是「共享前缀」的体现见 b.txt 第三组用例中的两个dog。答案是不同前缀的个数以哈希表的「键」为单位判断计数 1而非以字符串为单位。七、举一反三同类题型的拓展方向本题是「前缀统计」的入门形态。从仓库源码结构看codeforces-go 的 copypasta 目录中沉淀了大量相关的高级数据结构可以用于这类题目的进阶变体字典树Trie当需要统计「所有前缀的出现次数总和」或按字典序枚举前缀时copypasta/trie.go 与 copypasta/trie01.go 提供的是 $\mathcal{O}(\sum|w_i|)$ 级别的实现天然共享公共前缀避免为每个前缀重复分配存储字符串哈希滚动哈希当 $k$ 很大、需要把前缀压缩成数值时可借助哈希思想避免直接拷贝子串二分答案 / 双指针当题目改为「判断是否存在出现次数 ≥ x 的前缀」或「求最小的 k」可在此基础上结合二分等技巧。本题用简单哈希表即可在 $\mathcal{O}(nk)$ 时间内解决体现了竞赛题「先翻译题意、再选数据结构」的通用解题路径——把绕口的情景题还原成计数模型往往是破题的第一步。八、小结题意核心统计「不同前缀」中出现次数 $\ge 2$ 的个数算法核心一趟哈希计数 一趟按计数值汇总四语言实现完全同构复杂度时间 $\mathcal{O}(nk)$空间 $\mathcal{O}(nk)$仓库配套b.go b.txt b_test.go 组成可复现的用例闭环测试数据覆盖了「多前缀共享」「去重」等关键语义整场比赛四题的题解索引见 leetcode/biweekly/176/README.md。对于想要在本仓库内复现验证的读者可直接阅读 leetcode/biweekly/176/b/b.go 中的实现配合 b.txt 中的三组用例在本地运行go test测试入口 b_test.go即可确认算法行为与期望输出完全一致。赞分享科学计算【免费下载链接】codeforces-go算法竞赛模板库 by 灵茶山艾府 项目地址https://gitcode.com/GitHub_Trending/co/codeforces-go点击查看免费下载相关推荐交替异或划分计数前缀异或 双哈希表 DP 精讲力扣双周赛 174 Q3 · codeforces-go 题解精读交替异或划分计数前缀异或 双哈希表 DP 精讲力扣双周赛 174 Q3 · codeforces go 题解精读 本篇以 codeforces go科学计算codeforces-go 仓库实战力扣双周赛 121 A 题「最小缺失整数」顺序前缀和 哈希判重全解codeforces go 仓库实战力扣双周赛 121 A 题「最小缺失整数」顺序前缀和 哈希判重全解 导读 本篇技术指南以 leetcode/biwee科学计算枚举木板对与双哈希表力扣双周赛 188「最宽栅栏」O(n²) 题解剖析codeforces-go 实战枚举木板对与双哈希表力扣双周赛 188「最宽栅栏」O n² 题解剖析codeforces go 实战 导读 本文围绕 codeforces go 仓库中科学计算上一篇Docusaurus多语言网站实战指南从零搭建全球化文档平台下一篇ModernDive学习路线图从初学者到数据科学专家的成长路径创作声明:本文部分内容由AI辅助生成(AIGC),仅供参考