单行键盘：用 Java 解决键盘输入时间问题

在编程的世界里，算法题目总是充满了趣味和挑战。今天，我们要来聊聊 LeetCode 上的第 1165 题——单行键盘。这道题不仅有趣，还能帮助我们更好地理解字符串操作和数组的应用。让我们一起来看看如何用 Java 解决这个问题。

题目描述

题目描述了一个有趣的场景：我们有一款特殊的键盘，所有的键都排列在一行上。给定一个长度为 26 的字符串 keyboard，表示键盘的布局（索引从 0 到 25）。一开始，手指在索引 0 处。要输入一个字符，必须把手指移动到所需字符的索引处。手指从索引 i 移动到索引 j 所需的时间是 |i - j|。

我们需要写一个函数来计算用一个手指输入一个字符串 word 所需的时间。

示例

• 示例 1：

• 输入：keyboard = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz", word = "cba"

• 输出：4

• 解释：从 0 号键移动到 2 号键来输出 ‘c’，又移动到 1 号键来输出 ‘b’，接着移动到 0 号键来输出 ‘a’。总用时 = 2 + 1 + 1 = 4.

• 示例 2：

• 输入：keyboard = "pqrstuvwxyzabcdefghijklmno", word = "leetcode"

• 输出：73

解题思路

要解决这个问题，我们可以按照以下步骤进行：

1. 初始化距离矩阵

   ：创建一个 26x26 的二维数组 distances，用于存储键盘上每个字符之间的距离。

2. 计算字符之间的距离

   ：遍历键盘字符串，计算每对字符之间的距离，并将其存储在 distances 矩阵中。

3. 初始化结果和前一个字符的位置

   ：将结果 res 初始化为 0，并将 prev 初始化为键盘字符串的第一个字符的位置。

4. 计算输入单词的总时间

   ：遍历单词字符串，对于每个字符，计算从前一个字符到当前字符的距离，并将其累加到 res 中。更新 prev 为当前字符的位置。

5. 返回结果

   ：返回累加的总时间 res。

代码实现

package _1165;

publicclassLeetCode1165{

    publicintcalculateTime(String keyboard,String word){
        int[][] distances =newint[26][26];
        for(int i =0; i < keyboard.length(); i++){
            int from = keyboard.charAt(i)-'a';
            for(int j = i +1; j < keyboard.length(); j++){
                intto= keyboard.charAt(j)-'a';
                distances[from][to]= j - i;
                distances[to][from]= j - i;
            }
        }
        int res =0;
        int prev = keyboard.charAt(0)-'a';
        for(int i =0; i < word.length(); i++){
            int next = word.charAt(i)-'a';
            res += distances[prev][next];
            prev = next;
        }

        return res;
    }

    publicstaticvoidmain(String[] args){
        LeetCode1165 solution =newLeetCode1165();
        String keyboard ="abcdefghijklmnopqrstuvwxyz";
        String word ="cba";
        System.out.println("输入: keyboard = \""+ keyboard +"\", word = \""+ word +"\"");
        System.out.println("输出: "+ solution.calculateTime(keyboard, word));// 输出: 4

        keyboard ="pqrstuvwxyzabcdefghijklmno";
        word ="leetcode";
        System.out.println("输入: keyboard = \""+ keyboard +"\", word = \""+ word +"\"");
        System.out.println("输出: "+ solution.calculateTime(keyboard, word));// 输出: 73
    }
}

总结

通过上述步骤和代码实现，我们可以轻松地计算出在单行键盘上输入一个字符串所需的时间。这个问题不仅考察了我们对字符串和数组的操作能力，还帮助我们更好地理解了如何通过预处理（如计算距离矩阵）来优化算法的性能。

希望这篇文章能帮助你更好地理解和解决这个问题。如果你有任何疑问或建议，欢迎在评论区留言。让我们一起在编程的道路上不断进步！