Find All Anagrams In A String

0438.Find-All-Anagrams-in-a-String/memo.md

@@ -0,0 +1,39 @@
+# 438. Find All Anagrams in a String
+
+## step1
+
+ナイーブな判定機を作り、次にanagramが出現しうる場所までスキップする方針。
+
+25mぐらいかかった。方針を思いつくのよりも変数の取り間違え、添字のミスで時間を消費。添字にはもっと慣れる必要がある。
+
+O(len(s)len(p))。遅い方だったので改善できるのかもしれない
+
+## step2
+
+https://github.com/huyfififi/coding-challenges/pull/62
+
+Sliding Windowを使うと O(len(s))となる。この解法の方が自然にも思える。
+
+- 当初 `ord` を「文字コード依存」のように感じ `string.ascii_lowercase.find` を採用。冗長さは認識していた。
+- `dict` / `Counter`は、将来ほかの文字種に広げる要件が出てからでよいとしスキップ。カウント 0 のキーを払う手間で少し複雑になるイメージだったとのこと。
+- `ord` は Unicode のコードポイントを返しエンコーディングとは無関係。
+- `find` は文字列を毎回線形探索
+
+標準ライブラリstring知らなかった。string.ascii_lowercase.findを呼ぶと毎回26ステップかかることになる。
+
+https://docs.python.org/ja/3.13/library/string.html
+
+> ordはUnicodeのコードポイントを返すので、エンコーディングは関係なく、いつも同じ値を返します。findの線形探索のコストが気になりました。
+
+なるほど
+
+
+> そこまで時間をかけずに方針を立てることができたが、ループの end 範囲を間違えて (`len(source) - anagram_length + 1` を `len(source) - anagram_length` としてしまった)、延々とハマっていた。何度見直しても、変な思い込みで間違っている部分をスルーしてしまうから、インデックスの境界に気をつけなければならない問題は苦手だな。
+
+自分も同じところで間違えた。
+
+整理すると
+
+(last =) start + len(p) − 1 < len(s) <-> start < len(s) − len(p) +
+
+は同値。似たケースで間違えないようにしたい。

0438.Find-All-Anagrams-in-a-String/step1.py

@@ -0,0 +1,35 @@
+import collections
+
+
+class Solution:
+    def findAnagrams(self, s: str, p: str) -> List[int]:
+        char_to_count = collections.Counter(p)
+
+        def validate_anagram(start: int) -> bool:
+            char_to_count_copy = char_to_count.copy()
+            for i in range(start, start + len(p)):
+                char_to_count_copy[s[i]] -= 1
+                if char_to_count_copy[s[i]] < 0:
+                    return False
+            return True
+
+        result: list[int] = []
+        start = 0
+        while start < len(s) - len(p) + 1:
+            if not validate_anagram(start):
+                start += 1
+                continue
+            result.append(start)
+
+            start += 1
+            last = start + len(p) - 1
+            while start < len(s) - len(p) + 1 and s[start - 1] == s[last]:
+                result.append(start)
+                start += 1
+                last += 1
+
+            while last < len(s) and s[last] != s[start - 1]:
+                last += 1
+            start = last - len(p) + 1
+
+        return result

0438.Find-All-Anagrams-in-a-String/step2.py

@@ -0,0 +1,58 @@
+import collections
+
+
+class Solution:
+    def findAnagrams(self, s: str, p: str) -> List[int]:
+        len_p = len(p)
+        len_s = len(s)
+        if len_p > len_s:
+            return []
+
+        count_p = collections.Counter(p)
+        window = collections.Counter(s[:len_p])
+
+        result: list[int] = []
+        if window == count_p:
+            result.append(0)
+
+        for i in range(len_p, len_s):
+            left, right = s[i - len_p], s[i]
+            window[right] += 1
+            window[left] -= 1
+            if window[left] == 0:
+                del window[left]
+            if window == count_p:
+                result.append(i - len_p + 1)
+
+        return result
+
+
+class Solution:
+    def findAnagrams(self, s: str, p: str) -> List[int]:
+        len_p = len(p)
+        len_s = len(s)
+        if len_p > len_s:
+            return []
+
+        def idx(c: str) -> int:
+            return ord(c) - ord("a")
+
+        count_p = [0] * 26
+        for c in p:
+            count_p[idx(c)] += 1
+
+        window = [0] * 26
+        for i in range(len_p):
+            window[idx(s[i])] += 1
+
+        result: list[int] = []
+        if window == count_p:
+            result.append(0)
+
+        for i in range(len_p, len_s):
+            window[idx(s[i])] += 1
+            window[idx(s[i - len_p])] -= 1
+            if window == count_p:
+                result.append(i - len_p + 1)
+
+        return result

0438.Find-All-Anagrams-in-a-String/step2_revised.py

@@ -0,0 +1,58 @@
+import collections
+
+
+class Solution:
+    def findAnagrams(self, s: str, p: str) -> List[int]:
+        len_p = len(p)
+        len_s = len(s)
+        if len_p > len_s:
+            return []
+
+        histogram_in_p = collections.Counter(p)
+        histogram_in_s = collections.Counter(s[:len_p])
+
+        result: list[int] = []
+        if histogram_in_s == histogram_in_p:
+            result.append(0)
+
+        for i in range(len_p, len_s):
+            left, right = s[i - len_p], s[i]
+            histogram_in_s[right] += 1
+            histogram_in_s[left] -= 1
+            if histogram_in_s[left] == 0:
+                del histogram_in_s[left]
+            if histogram_in_s == histogram_in_p:
+                result.append(i - len_p + 1)
+
+        return result
+
+
+class Solution:
+    def findAnagrams(self, s: str, p: str) -> List[int]:
+        len_p = len(p)
+        len_s = len(s)
+        if len_p > len_s:
+            return []
+
+        def idx(c: str) -> int:
+            return ord(c) - ord("a")
+
+        histogram_in_p = [0] * 26
+        for c in p:
+            histogram_in_p[idx(c)] += 1
+
+        histogram_in_s = [0] * 26
+        for i in range(len_p):
+            histogram_in_s[idx(s[i])] += 1
+
+        result: list[int] = []
+        if histogram_in_s == histogram_in_p:
+            result.append(0)
+
+        for i in range(len_p, len_s):
+            histogram_in_s[idx(s[i])] += 1
+            histogram_in_s[idx(s[i - len_p])] -= 1
+            if histogram_in_s == histogram_in_p:
+                result.append(i - len_p + 1)
+
+        return result

0438.Find-All-Anagrams-in-a-String/step3.py

@@ -0,0 +1,25 @@
+class Solution:
+    def findAnagrams(self, s: str, p: str) -> List[int]:
+        if len(s) < len(p):
+            return []
+
+        def idx(c: str) -> int:
+            return ord(c) - ord("a")
+
+        count_p = [0] * 26
+        window = [0] * 26
+        for i in range(len(p)):
+            count_p[idx(p[i])] += 1
+            window[idx(s[i])] += 1
+
+        anagram_starts = []
+        for start in range(len(s) - len(p) + 1):
+            if count_p == window:
+                anagram_starts.append(start)
+
+            if start < len(s) - len(p):
+                start += 1
+                window[idx(s[start - 1])] -= 1
+                window[idx(s[start + len(p) - 1])] += 1
+
+        return anagram_starts