Java 模拟算法实战：LeetCode 经典题解与思路 | 极客日志

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Java 模拟算法实战：LeetCode 经典题解与思路

综述由AI生成模拟算法是编程面试中的高频考点，核心在于严格按照题目规则逐步执行并处理好边界细节。通过五个经典 Java 题目——替换问号、提莫攻击、Z 字形变换、外观数列及数青蛙，深入解析了模拟类问题的解题技巧。内容涵盖字符串遍历、重叠时间计算、周期性规律推导、双指针迭代以及状态机计数等关键知识点，帮助读者掌握从基础逻辑到复杂状态管理的实战能力。

赛博朋克发布于 2026/3/26更新于 2026/5/1112 浏览

Java 模拟算法实战：LeetCode 经典题解与思路

Java 模拟算法实战：LeetCode 经典题解与思路

模拟算法的核心在于按照题目描述的规则，一步一步地执行操作。这类题目通常逻辑直观，但难点往往隐藏在边界条件和细节处理上。下面我们通过五个经典的 LeetCode 题目，来梳理模拟算法的常见套路。

替换所有的问号

题目分析：将字符串 s 中的 ? 全部替换成小写字母，要求替换后的字符不能与其相邻的两个字符相同。

解题思路：遍历字符串，遇到 ? 时尝试从 a 到 z 寻找一个合法的字符。需要特别注意首尾两个边界情况，即第一个字符只检查右侧邻居，最后一个字符只检查左侧邻居。

示意图

class Solution {
    public String modifyString(String s) {
        int n = s.length();
        char[] chars = s.toCharArray();
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            if (chars[i] == '?') {
                // 找一个符合条件的字母替换
                for (char ch = 'a'; ch <= 'z'; ch++) {
                    // 注意最左边和最右边这两个边界情况
                    boolean leftOk = (i == 0 || chars[i - 1] != ch);
                    boolean rightOk = (i == n - 1 || chars[i + 1] != ch);
                    
                     (leftOk && rightOk) {
                        chars[i] = ch;
                        ;
                    }
                }
            }
        }
          (chars);
    }
}

class Solution {
    public int findPoisonedDuration(int[] timeSeries, int duration) {
        if (timeSeries.length == 0) return 0;
        
        int sum = 0;
        for (int i = 1; i < timeSeries.length; i++) {
            int diff = timeSeries[i] - timeSeries[i - 1];
            // 如果间隔足够长，加上完整的持续时间
            if (diff >= duration) {
                sum += duration;
            } else {
                // 否则只加上间隔时间
                sum += diff;
            }
        }
        // 加上最后一次技能的完整持续时间
        return sum + duration;
    }
}

class Solution {
    public String convert(String s, int numRows) {
        if (numRows < 2) {
            return s;
        }
        
        int n = s.length();
        int d = 2 * numRows - 2;
        StringBuffer ret = new StringBuffer();
        
        // 第一行
        for (int i = 0; i < n; i += d) {
            ret.append(s.charAt(i));
        }
        
        // 中间行
        for (int k = 1; k < numRows - 1; k++) {
            for (int i = k, j = d - i; i < n || j < n; i += d, j += d) {
                if (i < n) {
                    ret.append(s.charAt(i));
                }
                if (j < n) {
                    ret.append(s.charAt(j));
                }
            }
        }
        
        // 最后一行
        for (int i = numRows - 1; i < n; i += d) {
            ret.append(s.charAt(i));
        }
        
        return ret.toString();
    }
}

class Solution {
    public String countAndSay(int n) {
        String ret = "1";
        for (int i = 1; i < n; i++) {
            StringBuilder tem = new StringBuilder();
            int len = ret.length();
            int left = 0, right = 0;
            
            while (right < len) {
                while (right < len && ret.charAt(left) == ret.charAt(right)) {
                    right++;
                }
                tem.append(Integer.toString(right - left));
                tem.append(ret.charAt(left));
                left = right;
            }
            ret = tem.toString();
        }
        return ret;
    }
}

class Solution {
    public int minNumberOfFrogs(String croakOfFrogs) {
        if (croakOfFrogs.length() % 5 != 0) {
            return -1;
        }
        
        int c = 0, r = 0, o = 0, a = 0, k = 0;
        int maxFrogs = 0;
        
        for (int i = 0; i < croakOfFrogs.length(); i++) {
            char ch = croakOfFrogs.charAt(i);
            
            if (ch == 'c') {
                if (k > 0) {
                    k--;
                    c++;
                } else {
                    c++;
                }
            } else if (ch == 'r') {
                if (c == 0) return -1;
                c--;
                r++;
            } else if (ch == 'o') {
                if (r == 0) return -1;
                r--;
                o++;
            } else if (ch == 'a') {
                if (o == 0) return -1;
                o--;
                a++;
            } else if (ch == 'k') {
                if (a == 0) return -1;
                a--;
                k++;
            }
            
            // 记录同时叫的最大青蛙数
            maxFrogs = Math.max(maxFrogs, c + r + o + a + k);
        }
        
        // 检查是否所有青蛙都完成了叫声
        if (c != 0 || r != 0 || o != 0 || a != 0) {
            return -1;
        }
        return maxFrogs;
    }
}