Leetcode 488.祖玛游戏

祖玛游戏

回忆一下祖玛游戏。现在桌上有一串球，颜色有红色(R)，黄色(Y)，蓝色(B)，绿色(G)，还有白色(W)。 现在你手里也有几个球。

每一次，你可以从手里的球选一个，然后把这个球插入到一串球中的某个位置上（包括最左端，最右端）。接着，如果有出现三个或者三个以上颜色相同的球相连的话，就把它们移除掉。重复这一步骤直到桌上所有的球都被移除。

找到插入并可以移除掉桌上所有球所需的最少的球数。如果不能移除桌上所有的球，输出 -1 。

示例:

输入: "WRRBBW", "RB"

输出: -1

解释: WRRBBW -> WRR[R]BBW -> WBBW -> WBB[B]W -> WW （翻译者标注：手上球已经用完，桌上还剩两个球无法消除，返回-1）

输入: "WWRRBBWW", "WRBRW"

输出: 2

解释: WWRRBBWW -> WWRR[R]BBWW -> WWBBWW -> WWBB[B]WW -> WWWW -> empty

输入:"G", "GGGGG"

输出: 2

解释: G -> G[G] -> GG[G] -> empty

输入: "RBYYBBRRB", "YRBGB"

输出: 3

解释: RBYYBBRRB -> RBYY[Y]BBRRB -> RBBBRRB -> RRRB -> B -> B[B] -> BB[B] -> empty

标注:

1. 你可以假设桌上一开始的球中，不会有三个及三个以上颜色相同且连着的球。
2. 桌上的球不会超过20个，输入的数据中代表这些球的字符串的名字是 "board" 。
3. 你手中的球不会超过5个，输入的数据中代表这些球的字符串的名字是 "hand"。
4. 输入的两个字符串均为非空字符串，且只包含字符 'R','Y','B','G','W'。

思路：

题目希望我们用最少的球来消掉桌上所有的球，如果不能完全消掉，返回-1。

我们使用哈希表来统计手中每种球的个数。

然后我们遍历桌上的球，我们找连续相同球的个数，在没有可以消除的情况下，连续的个数只能是1个或2个，然后我们用3减去连续个数，就是我们需要补充的球数以使其可以被消除，那么我们在哈希表表中看我们手中的该类型的球够不够，如果够就表示可以消除，我们在哈希表中减去需要使用掉的球数，然后将消掉的球移除。

然后对新的字符串调用递归，如果可以成功消除，会返回一个结果，该结果加上之前需要的球数用来更新结果res，注意调用完递归要恢复哈希表的状态(backtrack)。

Time Complexity: O(N) Space Complexity: O(N)

class Solution {
    int MAXCOUNT = 6;
    // the max balls you need will not exceed 6 since "The number of balls in your hand won't exceed 5"
    public int findMinStep(String board, String hand) {
        int[] handCount = new int[26];
        for (int i = 0; i < hand.length(); i++) {
            handCount[hand.charAt(i) - 'A']++;
        }
        int result = backtrack(board + "#", handCount);
        // append a "#" to avoid special process while j==board.length, make the code shorter.
        return result == MAXCOUNT ? -1 : result;
    }

    private int backtrack(String s, int[] h) {
        s = removeConsecutive(s);
        if (s.equals("#")) return 0;
        int rs = MAXCOUNT, need = 0;
        int i = 0;
        for (int j = 0 ; j < s.length(); ++j) {
            if (s.charAt(j) == s.charAt(i)) continue;
            need = 3 - (j - i);
            //balls need to remove current consecutive balls.
            if (h[s.charAt(i) - 'A'] >= need) {
                h[s.charAt(i) - 'A'] -= need;
                rs = Math.min(rs, need + backtrack(s.substring(0, i) + s.substring(j), h));
                h[s.charAt(i) - 'A'] += need;
            }
            i = j;
        }
        return rs;
    }
    //remove consecutive balls longer than 3
    private String removeConsecutive(String board) {
        int i = 0;
        for (int j = 0; j < board.length(); ++j) {
            if (board.charAt(j) == board.charAt(i)) continue;
            if (j - i >= 3) return removeConsecutive(board.substring(0, i) + board.substring(j));
            else i = j;
        }
        return board;
    }
}