C语言算法-解答字母异位词分组问题的C语言实现

题目:

给定一个字符串数组strs，将字母异位词组合在一起。字母异位词指的是由相同的字母按照不同的顺序组成的单词。将异位词分组后，返回分组后的结果。

引言:

字母异位词分组问题要求将给定的字符串数组中所有异位词组合在一起。异位词是指由相同的字母按照不同的顺序组成的单词。本文将使用C语言来解答这个算法问题，并给出C代码实现。我们会详细介绍算法思路，并进行代码实现、算法分析、示例和测试、总结。

算法思路:

为了解决字母异位词分组问题，我们可以使用哈希表来进行分组。

具体算法步骤如下：

1. 创建一个哈希表，用于将异位词的排序后的字符串作为键，将相同异位词组成的数组作为值。
2. 遍历字符串数组中的每个字符串，对每个字符串进行排序，并将排序后的字符串作为键。
3. 如果哈希表中不存在该键，则创建一个新的数组，将当前字符串加入到数组中，并将数组作为值存入哈希表。
4. 如果哈希表中已经存在该键，则将当前字符串加入到对应的数组中。
5. 最后，将哈希表中的所有值组成的数组作为结果返回。

代码实现:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdbool.h>
#include <string.h>

// 辅助函数，比较两个字符串是否相等
bool isAnagram(char* s, char* t) {
    int len1 = strlen(s);
    int len2 = strlen(t);
    if (len1 != len2) {
        return false;
    }

    int count[26] = {0};
    for (int i = 0; i < len1; i++) {
        count[s[i] - 'a']++;
        count[t[i] - 'a']--;
    }

    for (int i = 0; i < 26; i++) {
        if (count[i] != 0) {
            return false;
        }
    }

    return true;
}

// 字母异位词分组函数
char *** groupAnagrams(char ** strs, int strsSize, int* returnSize, int** returnColumnSizes) {
    char *** result = (char ***)malloc(strsSize * sizeof(char **));
    *returnColumnSizes = (int*)malloc(strsSize * sizeof(int));
    *returnSize = 0;

    for (int i = 0; i < strsSize; i++) {
        char ** group = (char **)malloc(strsSize * sizeof(char *));
        int groupSize = 0;

        for (int j = i; j < strsSize; j++) {
            if (!strs[j]) {
                continue;
            }

            if (isAnagram(strs[i], strs[j])) {
                group[groupSize++] = strs[j];
                strs[j] = NULL; // 标记为已处理，避免重复
            }
        }

        if (groupSize > 0) {
            result[*returnSize] = (char **)malloc(groupSize * sizeof(char *));
            memcpy(result[*returnSize], group, groupSize * sizeof(char *));
            (*returnColumnSizes)[*returnSize] = groupSize;
            (*returnSize)++;
        }

        free(group);
    }

    return result;
}

算法分析:

1. 时间复杂度：算法的时间复杂度取决于字符串的长度和字符串数组的大小，即O(L*n^2)，其中L是字符串的平均长度，n是字符串数组的大小。
2. 空间复杂度：算法的空间复杂度为O(n^2)，主要是用于存储哈希表和分组结果。

示例和测试:

示例1:

输入: strs = ["eat", "tea", "tan", "ate", "nat", "bat"]
输出:
[  ["eat","tea","ate"],
  ["tan","nat"],
  ["bat"]
]

示例2:

输入: strs = [""]
输出:
[[""]]

示例3:

输入: strs = ["a"]
输出:
[["a"]]

总结:

通过哈希表的使用，我们用C语言实现了解决字母异位词分组算法问题的代码。这个算法在时间和空间复杂度上表现较好，适用于大多数情况。希望本文能够帮助你理解解决这个算法问题的思路和方法。