1202. 交换字符串中的元素-Medium.md

Description

给你一个字符串 s，以及该字符串中的一些「索引对」数组 pairs，其中 pairs[i] = [a, b] 表示字符串中的两个索引（编号从 0 开始）。

你可以 任意多次交换 在 pairs 中任意一对索引处的字符。

返回在经过若干次交换后，s 可以变成的按字典序最小的字符串。

 

示例 1:

输入：s = "dcab", pairs = [[0,3],[1,2]]
输出："bacd"
解释： 
交换 s[0] 和 s[3], s = "bcad"
交换 s[1] 和 s[2], s = "bacd"

示例 2：

输入：s = "dcab", pairs = [[0,3],[1,2],[0,2]]
输出："abcd"
解释：
交换 s[0] 和 s[3], s = "bcad"
交换 s[0] 和 s[2], s = "acbd"
交换 s[1] 和 s[2], s = "abcd"

示例 3：

输入：s = "cba", pairs = [[0,1],[1,2]]
输出："abc"
解释：
交换 s[0] 和 s[1], s = "bca"
交换 s[1] 和 s[2], s = "bac"
交换 s[0] 和 s[1], s = "abc"

提示：

• 1 <= s.length <= 10^5
• 0 <= pairs.length <= 10^5
• 0 <= pairs[i][0], pairs[i][1] < s.length
• s 中只含有小写英文字母

Solution

• 主要思路是使用并查集，将可以互换位置的元素聚类
• 对每个类内部的元素进行排序，并按从小到大放回这些元素之前占位的index处
• 注意：并查集中路径压缩的小技巧

class UnionFind:
    def __init__(self, s):
        self.father = {i:i for i in range(len(s))}
        
    def find(self, x):
        root = x
        
        while self.father[root] != root:
            root = self.father[root]
        
        # 路径压缩
        while x != root:
            original_father = self.father[x]
            self.father[x] = root
            x = original_father
        
        return root
    
    def merge(self, x, y):
        root_x,root_y = self.find(x),self.find(y)
        
        if root_x != root_y:
            self.father[root_x] = root_y

class Solution:
    def smallestStringWithSwaps(self, s: str, pairs: List[List[int]]) -> str:
        uf = UnionFind(s)

        for x, y in pairs:
            uf.merge(x, y)

        connected_components = collections.defaultdict(list)
        for node in range(len(s)):
            connected_components[uf.find(node)].append(node)

        res = list(s)
        for v in connected_components.values():
            tmp = [s[i] for i in v]
            if len(v) > 1:
                tmp.sort()
            for i in range(len(v)):
                res[v[i]] = tmp[i]
        return ''.join(res)