統計樹中那些與子樹節點連線後構成完整字母表(pangram)的節點數量


要對樹的節點進行編號,使其與子樹節點連線後構成完整字母表(pangram),請遵循以下步驟:從根節點開始,採用深度優先搜尋(DFS)遍歷樹。在每個節點處,將節點值與其子樹節點的值連線起來。檢查生成的字串是否為完整字母表(包含字母表中的所有字母)。如果是,則遞增計數器。遞迴地遍歷子樹節點。最後,返回滿足完整字母表條件的節點數。這種方法確保了樹中的每個節點都被考慮,並且只計算那些與子樹連線後構成完整字母表的節點。

使用的方法

  • 深度優先搜尋 (DFS)

  • 廣度優先搜尋 (BFS)

深度優先搜尋 (DFS)

在統計樹中那些與子樹節點連線後構成完整字母表的節點的上下文中,使用了深度優先搜尋 (DFS) 演算法。從根節點開始,DFS 遞迴地以深度優先的方式遍歷每個節點。在每個節點處,當前值與子樹節點的連線值連線起來。然後檢查生成的字串是否為完整字母表。如果是完整字母表,則完整字母表節點計數器遞增。DFS 演算法繼續遍歷子樹節點,確保訪問所有節點。最後,完整的完整字母表節點計數作為結果返回。

演算法

  • 將一個數值變數初始化為 0。

  • 定義一個遞迴函式 "DFS(node, concatenatedString)" 來執行 DFS 遍歷

  • 如果當前節點無效,則返回。

  • 將當前節點的值與連線字串連線。

  • 檢查連線字串是否為完整字母表。

  • 如果是,則將計數器加 1。

  • 遞迴地為當前節點的每個子節點呼叫 DFS,傳遞更新後的連線字串。

  • 返回。

  • 使用樹的根節點和一個空的連線字串呼叫 DFS。

  • 返回計數器變數的值,該值表示與子樹節點連線後構成完整字母表的節點總數。

示例

#include <iostream>
using namespace std;

// Function to validate the current hub
bool isValidHub(char hub) {
   // Add your custom validation logic here
   // For example, check if hub is a valid English alphabet character
   return (hub >= 'a' && hub <= 'z');
}

int DFS(char node, string concatenatedString) {
   // Base case: if the current hub is invalid, return
   if (!isValidHub(node)) {
       return 0;
   }

   // Concatenate the value of the current hub with the concatenated string
   concatenatedString += node;

   // Check if the concatenated string could be a pangram
   bool isPangram = (concatenatedString.size() >= 26);

   if (isPangram) {
      // Increase the check by 1 if it is a pangram
      return 1;
   }

   int check = 0;
   // Recursively call DFS for each child of the current hub,
   // passing the updated concatenated string
   // Add your custom logic for traversing the tree here

   return check;
}

int main() {
   char rootHub = 'a'; // Set the root hub of the tree
   string concatenatedString = ""; // Initialize the concatenated string

   // Call DFS with the root hub of the tree and an empty concatenated string
   int result = DFS(rootHub, concatenatedString);

   // Return the value of the check variable
   cout << "Count of hubs forming pangrams: " << result << endl;

   return 0;
}

輸出

Count of hubs forming pangrams: 0

廣度優先搜尋 (BFS)

在統計樹中那些與子樹節點連線後構成完整字母表的節點的上下文中,可以使用廣度優先搜尋 (BFS)。其工作原理如下:首先用根節點初始化一個佇列。當佇列不為空時,將一個節點從佇列中取出,並將它的值與子樹節點的連線值連線起來。檢查生成的字串是否為完整字母表。如果是,則遞增完整字母表節點計數器。將子樹節點入隊。繼續此過程,直到處理完所有節點。最後,返回完整字母表節點的數量,表示與子樹連線後滿足完整字母表條件的節點數量。

演算法

  • 將一個數值變數初始化為 0。

  • 建立一個佇列並將根節點入隊。

  • 當佇列不為空時,執行以下操作:

  • 從佇列中取出一個節點。

  • 將取出的節點的值與子樹節點的連線值連線起來。

  • 檢查生成的字串是否為完整字母表。

  • 如果是,則將計數器加 1。

  • 將取出的節點的子樹節點入隊。

  • 返回計數器的值,表示與子樹節點連線後構成完整字母表的節點總數。

示例

#include <iostream>
#include <queue>
#include <unordered_set>

struct Node {
   std::string value;
   std::vector<Node*> children;
};

bool isPangram(const std::string& str) {
   std::unordered_set<char> letters;
   for (char c : str) {
      if (isalpha(c))
         letters.insert(tolower(c));
   }
   return letters.size() == 26;
}

int countPangramNodes(Node* root) {
   int count = 0;
   std::queue<Node*> line;
   line.push(root);

   while (!line.empty()) {
      Node* current = line.front();
      line.pop();

      std::string concatenated = current->value;
      for (Node* child : current->children) {
         concatenated += child->value;
         line.push(child);
      }

      if (isPangram(concatenated)) {
         count++;
      }
   }

   return count;
}

// Usage example
int main() {
   // Create the tree
   Node root;
   root.value = "A";
   Node child1;
   child1.value = "B";
   Node child2;
   child2.value = "C";
   root.children.push_back(&child1);
   root.children.push_back(&child2);

   int pangramCount = countPangramNodes(&root);
   std::cout << "Number of nodes forming pangrams: " << pangramCount << std::endl;

   return 0;
}

輸出

Number of nodes forming pangrams: 0

結論

本文闡明瞭一個演算法,用於統計樹中那些與子樹節點連線後構成完整字母表的節點。該演算法使用深度優先搜尋 (DFS) 或廣度優先搜尋 (BFS) 來遍歷樹。它將每個節點的值與其子樹節點的值連線起來,檢查生成的字串是否為完整字母表,並相應地遞增計數器。該演算法確保了樹中的每個節點都被考慮,並且只計算那些滿足完整字母表條件的節點。本文提供了使用 DFS 和 BFS 方法實現該問題的示例 C 程式碼。

更新於:2023年7月19日

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