[LeetCode] Sentence Screen Fitting 调整屏幕上的句子

Given a rows x cols screen and a sentence represented by a list of words, find how many times the given sentence can be fitted on the screen.

Note:

1. A word cannot be split into two lines.
2. The order of words in the sentence must remain unchanged.
3. Two consecutive words in a line must be separated by a single space.
4. Total words in the sentence won't exceed 100.
5. Length of each word won't exceed 10.
6. 1 ≤ rows, cols ≤ 20,000.

Example 1:

Input:
rows = 2, cols = 8, sentence = ["hello", "world"]

Output: 
1

Explanation:
hello---
world---

The character '-' signifies an empty space on the screen.

Example 2:

Input:
rows = 3, cols = 6, sentence = ["a", "bcd", "e"]

Output: 
2

Explanation:
a-bcd- 
e-a---
bcd-e-

The character '-' signifies an empty space on the screen.

Example 3:

Input:
rows = 4, cols = 5, sentence = ["I", "had", "apple", "pie"]

Output: 
1

Explanation:
I-had
apple
pie-I
had--

The character '-' signifies an empty space on the screen.

这道题给我们了一个句子，由若干个单词组成，然后给我们了一个空白屏幕区域，让我们填充单词，前提是单词和单词之间需要一个空格隔开，而且单词不能断开，如果当前行剩余位置放不下某个单词，则必须将该单词整个移动到下一行。我刚开始想的是便利句子，每个单词分别处理，但是这种做法很不高效，因为有可能屏幕的宽度特别大，而单词可能就一两个，那么我们这样遍历的话就太浪费时间了，应该直接用宽度除以句子加上空格的长度之和，可以快速的得到能装下的个数。这是对于只有一行的可以直接这么做，难点在于剩下的空格不足以放下一个单词，就得另起一行。比如例子2中的第二行，a后面有三个空格，无法同时放下空格和bcd，所以bcd只能另起一行了。所以并不是每个位子都是可用的，我们需要记录有效空位的个数。还是拿例子2来举例，句子的总长度的求法时要在每个单词后面加上一个空格(包括最后一个单词)，所以需要匹配的字符串是 a_bcd_e_，一共8个字符。每行有6个空位，我们用变量start来记录有效位的个数，先加上第一行的空位数，那么start即为6，我们先算start%len=6%8=6，然后all[6] = 'e'，不是空格，不会进入if循环。为啥要判断这个呢，由于题目中说了如果某个单词刚好填满一行时，之后就不用加空格了，下一个单词可以从下一行的首位置开始，就像例子3中的第二行一样。那么什么时候会进入if从句呢，当 all[start%len]==' ' 的时候，此时start应该自增1，因为虽然剩余的位置刚好填满了单词，后面不用再加空格了，但是我们再算有效空位个数的时候还是要加上这个空格的。然后我们开始处理第二行，start再加上这行的长度，此时start为12，算start%len=12%8=4，然后all[4] = 'd'，不是空格，不进入if从句。我们进入else从句，这里我们需要移除不合法的空位，此时我们需要算 (start-1)%len = 3，all[3] = 'c'，不为空，所以start自减1，为11。然后再算(start-1)%len = 2，all[2] = 'b'，不为空，所以start自减1，为10。然后再算(start-1)%len = 1，all[1] = ' '，为空，跳出循环。我们在第二行减去了2个不合法的空位，再来到第三行，start再加上这行的长度，此时start为16，算start%len=16%8=0，然后all[0] = 'a'，不是空格，不进入if从句。我们进入else从句，这里我们需要移除不合法的空位，此时我们需要算 (start-1)%len = 7，all[7] = ' '，为空，跳出循环。最后用start/len=16/8=2，即为最终答案，参见代码如下：

解法一：

class Solution {
public:
    int wordsTyping(vector<string>& sentence, int rows, int cols) {
        string all = "";
        for (string word : sentence) all += (word + " ");
        int start = 0, len = all.size();
        for (int i = 0; i < rows; ++i) {
            start += cols;
            if (all[start % len] == ' ') {
                ++start;
            } else {
                while (start > 0 && all[(start - 1) % len] != ' ') {
                    --start;
                }
            }
        }
        return start / len;
    }
};

下面这种方法也是很棒，同样也需要统计加空格的句子总长度，然后遍历每一行，初始化colsRemaining为cols，然后还需要一个变量idx，来记录当前单词的位置，如果colsRemaining大于0，就进行while循环，如果当前单词的长度小于等于colsRemaining，说明可以放下该单词，那么就减去该单词的长度就是剩余的空间，然后如果此时colsRemaining仍然大于0，则减去空格的长度1，然后idx自增1，如果idx此时超过单词个数的范围了，说明一整句可以放下，那么就有可能出现宽度远大于句子长度的情况，所以我们加上之前放好的一句之外，还要加上colsRemaining/len的个数，然后colsRemaining%len是剩余的位置，此时idx重置为0，参见代码如下：

解法二：

class Solution {
public:
    int wordsTyping(vector<string>& sentence, int rows, int cols) {
        string all = "";
        for (string word : sentence) all += (word + " ");
        int res = 0, idx = 0, n = sentence.size(), len = all.size();
        for (int i = 0; i < rows; ++i) {
            int colsRemaining = cols;
            while (colsRemaining > 0) {
                if (sentence[idx].size() <= colsRemaining) {
                    colsRemaining -= sentence[idx].size();
                    if (colsRemaining > 0) colsRemaining -= 1;
                    if (++idx >= n) {
                        res += (1 + colsRemaining / len);
                        colsRemaining %= len;
                        idx = 0;
                    }
                } else {
                    break;
                }
            }
        }
        return res;
    }
};

参考资料：

https://leetcode.com/problems/sentence-screen-fitting/

https://leetcode.com/problems/sentence-screen-fitting/discuss/90849/accepted-java-solution

https://leetcode.com/problems/sentence-screen-fitting/discuss/90845/21ms-18-lines-java-solution

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