猜字谜 (Huawei OD 机试真题)

介绍

猜字谜是一种文字游戏，通常要求玩家根据给定的提示或字母来猜测目标单词。华为 OD 的机试中，这类问题考查了字符串操作和优化算法能力。

应用使用场景

• 教育: 用于语言学习和词汇扩展，帮助学生增强拼写和词汇量。
• 娱乐: 移动应用和在线游戏中常见的谜语游戏。
• 编程练习: 帮助开发者提高字符串处理和算法设计能力。

原理解释

猜字谜问题通常涉及以下几个核心概念:

• 字母匹配: 判断两个字符串之间字符的匹配关系。
• 排列与组合: 在有限集合中找到所有可能的排列组合。
• 搜索优化: 使用高效的数据结构如哈希表来提升查找效率。

算法原理流程图

+-------------------------+
| Start                   |
+-------------------------+
          |
          v
+-------------------------+
| Read input puzzles and  |
| words list              |
+-------------------------+
          |
          v
+-------------------------+
| For each puzzle,        |
| initialize match count  |
+-------------------------+
          |
          v
+-----------------------------+
| For each word in words list |
| check if it matches the     |
| puzzle conditions           |
+-----------------------------+
          |
          v
+-------------------------+
| If match, increment     |
| the count               |
+-------------------------+
          |
          v
+-------------------------+
| Store result for puzzle |
+-------------------------+
          |
          v
+-------------------------+
| Output all results      |
+-------------------------+
          |
          v
+-------------------------+
| End                     |
+-------------------------+

算法原理解释

1. 输入解析: 从输入中读取谜题列表和单词列表。
2. 字符匹配: 对于每个谜题，根据其字符条件检查单词列表中的单词是否符合要求。
3. 结果存储: 如果单词符合谜题要求，则计数并记录结果。
4. 输出: 最终输出每个谜题对应的匹配结果。

实际详细应用代码示例实现

def find_num_of_valid_words(words, puzzles):
    from collections import Counter
    
    def word_to_bitmask(word):
        bitmask = 0
        for char in word:
            bitmask |= (1 << (ord(char) - ord('a')))
        return bitmask
    
    word_count = Counter(word_to_bitmask(word) for word in words)
    
    results = []
    for puzzle in puzzles:
        first_char_mask = 1 << (ord(puzzle[0]) - ord('a'))
        puzzle_mask = word_to_bitmask(puzzle)
        
        submask = puzzle_mask
        count = 0
        while submask:
            if submask & first_char_mask:
                count += word_count.get(submask, 0)
            submask = (submask - 1) & puzzle_mask
        
        results.append(count)
    
    return results

# Test example
words = ["apple", "pleas", "please"]
puzzles = ["aelwxyz", "aelpxyz", "aelpsxy", "saelpxy", "xaelpsy"]

print(find_num_of_valid_words(words, puzzles))

测试代码

def test_find_num_of_valid_words():
    words = ["apple", "pleas", "please"]
    puzzles = ["aelwxyz", "aelpxyz", "aelpsxy", "saelpxy", "xaelpsy"]
    expected_results = [0, 1, 3, 2, 0]
    
    assert find_num_of_valid_words(words, puzzles) == expected_results
    print("All tests passed.")

test_find_num_of_valid_words()

部署场景

• Web服务: 部署为后端 API，供前端应用调用。
• 移动应用: 嵌入到安卓或 iOS 应用中，用于离线字谜游戏。
• 教育软件: 在线课程平台上用于自动拼字练习。

材料链接

• LeetCode Discuss - Similar problem discussions
• GitHub - String and puzzle algorithms
• Wikipedia - Word game

总结

猜字谜问题结合了字符串操作、位运算和组合数学等多种计算机科学技术，是一个兼具趣味性和挑战性的算法问题。

未来展望

随着人工智能的发展，可以将自然语言处理(NLP)技术引入到猜字谜游戏中，增强对复杂谜题的理解和生成能力。同时，通过大数据分析，深入挖掘用户行为，提高游戏的个性化和智能化。