LeetCode 1419 数青蛙：基于模拟的状态机解法

LeetCode 1419 数青蛙

题目描述

给定一个字符串 croakOfFrogs，它表示若干只青蛙发出的叫声序列。每只青蛙必须按顺序发出 'c', 'r', 'o', 'a', 'k' 五个字符才能完成一次完整的叫声。

我们需要计算完成所有叫声所需的最少青蛙数量。如果字符串无法由合法的青蛙叫声组成，则返回 -1。

解题思路

这道题的核心在于模拟青蛙的发声状态。我们可以把 'c', 'r', 'o', 'a', 'k' 看作状态机的五个阶段。

维护一个长度为 5 的数组（或哈希表），记录当前处于每个阶段的青蛙数量。遍历字符串中的每个字符时：

1. 遇到 'c'：这是新叫声的开始。优先复用已经完成 'k' 状态的青蛙（即上一轮叫声结束后的青蛙），如果没有可用的，则需要新增一只青蛙。
2. 遇到其他字符：检查前驱状态是否有青蛙在等待。例如遇到 'r'，必须有青蛙处于 'c' 状态。如果有，该青蛙进入下一阶段；如果没有，说明序列非法，直接返回 -1。
3. 遍历结束：检查是否所有青蛙都完成了叫声（即都处于 'k' 状态）。如果还有青蛙停留在中间状态，说明有未完成的叫声，返回 -1。

这种方法本质上是用数组模拟了状态转移，时间复杂度为 O(N)，空间复杂度为 O(1)（因为状态固定为 5 个）。

C++ 代码实现

class Solution {
public:
    int minNumberOfFrogs(string croakOfFrogs) {
        string s = "croak";
        int n = s.size();
        unordered_map<char, int> index; // 记录字符映射下标关系
        vector<int> hash(n); // 数组模拟哈希表，记录各阶段青蛙数量
        
        for (int i = 0; i < n; i++) index[s[i]] = i;
        
        for (auto& ch : croakOfFrogs) {
            if (ch == 'c') {
                // 尝试复用已完成 'k' 的青蛙，否则新建
                if (hash[n - 1] != 0) hash[n - 1]--;
                hash[0]++;
            }  {
                 t = index[ch];
                
                 (hash[t - ] == )  ;
                hash[t - ]--, hash[t]++;
            }
        }
        
        
         ( i = ; i < n - ; i++)  (hash[i] != )  ;
         hash[n - ];
    }
};