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true	困难	https://github.com/doocs/leetcode/edit/main/solution/3200-3299/3267.Count%20Almost%20Equal%20Pairs%20II/README.md	2545	第 412 场周赛 Q4	数组 哈希表 计数 枚举 排序

3267. 统计近似相等数对 II

English Version

题目描述

注意：在这个问题中，操作次数增加为至多 两次 。

给你一个正整数数组 nums 。

如果我们执行以下操作 至多两次 可以让两个整数 x 和 y 相等，那么我们称这个数对是 近似相等 的：

• 选择 x 或者 y  之一，将这个数字中的两个数位交换。

请你返回 nums 中，下标 i 和 j 满足 i < j 且 nums[i] 和 nums[j] 近似相等 的数对数目。

注意 ，执行操作后得到的整数可以有前导 0 。

 

示例 1：

输入：nums = [1023,2310,2130,213]

输出：4

解释：

近似相等数对包括：

• 1023 和 2310 。交换 1023 中数位 1 和 2 ，然后交换数位 0 和 3 ，得到 2310 。
• 1023 和 213 。交换 1023 中数位 1 和 0 ，然后交换数位 1 和 2 ，得到 0213 ，也就是 213 。
• 2310 和 213 。交换 2310 中数位 2 和 0 ，然后交换数位 3 和 2 ，得到 0213 ，也就是 213 。
• 2310 和 2130 。交换 2310 中数位 3 和 1 ，得到 2130 。

示例 2：

输入：nums = [1,10,100]

输出：3

解释：

近似相等数对包括：

• 1 和 10 。交换 10 中数位 1 和 0 ，得到 01 ，也就是 1 。
• 1 和 100 。交换 100 中数位 1 和从左往右的第二个 0 ，得到 001 ，也就是 1 。
• 10 和 100 。交换 100 中数位 1 和从左往右的第一个 0 ，得到 010 ，也就是 10 。

 

提示：

• 2 <= nums.length <= 5000
• 1 <= nums[i] < 107

解法

方法一：排序 + 枚举

我们可以枚举每一个数，然后对于每一个数，我们可以枚举每一对不同的数位，然后交换这两个数位，得到一个新的数，记录到一个哈希表 $\textit{vis}$ 中，表示这个数至多进行一次交换后的所有可能的数，然后继续枚举每一对不同的数位，交换这两个数位，得到一个新的数，记录到哈希表 $\textit{vis}$ 中，表示这个数至多进行两次交换后的所有可能的数。

这样枚举，会少统计一些数对，比如 $[100, 1]$，因为 $100$ 交换后的数是 $1$，而此前枚举过数不包含 $1$，因此会少统计一些数对。我们只需要在枚举之前，将数组排序，即可解决这个问题。

时间复杂度 $O(n \times (\log n + \log^5 M))$，空间复杂度 $O(n + \log^4 M)$。其中 $n$ 是数组 $\textit{nums}$ 的长度，而 $M$ 是数组 $\textit{nums}$ 中的最大值。

Python3

class Solution:
    def countPairs(self, nums: List[int]) -> int:
        nums.sort()
        ans = 0
        cnt = defaultdict(int)
        for x in nums:
            vis = {x}
            s = list(str(x))
            m = len(s)
            for j in range(m):
                for i in range(j):
                    s[i], s[j] = s[j], s[i]
                    vis.add(int("".join(s)))
                    for q in range(i + 1, m):
                        for p in range(i + 1, q):
                            s[p], s[q] = s[q], s[p]
                            vis.add(int("".join(s)))
                            s[p], s[q] = s[q], s[p]
                    s[i], s[j] = s[j], s[i]
            ans += sum(cnt[x] for x in vis)
            cnt[x] += 1
        return ans

Java

class Solution {
    public int countPairs(int[] nums) {
        Arrays.sort(nums);
        int ans = 0;
        Map<Integer, Integer> cnt = new HashMap<>();
        for (int x : nums) {
            Set<Integer> vis = new HashSet<>();
            vis.add(x);
            char[] s = String.valueOf(x).toCharArray();
            for (int j = 0; j < s.length; ++j) {
                for (int i = 0; i < j; ++i) {
                    swap(s, i, j);
                    vis.add(Integer.parseInt(String.valueOf(s)));
                    for (int q = i; q < s.length; ++q) {
                        for (int p = i; p < q; ++p) {
                            swap(s, p, q);
                            vis.add(Integer.parseInt(String.valueOf(s)));
                            swap(s, p, q);
                        }
                    }
                    swap(s, i, j);
                }
            }
            for (int y : vis) {
                ans += cnt.getOrDefault(y, 0);
            }
            cnt.merge(x, 1, Integer::sum);
        }
        return ans;
    }

    private void swap(char[] s, int i, int j) {
        char t = s[i];
        s[i] = s[j];
        s[j] = t;
    }
}

C++

class Solution {
public:
    int countPairs(vector<int>& nums) {
        sort(nums.begin(), nums.end());
        int ans = 0;
        unordered_map<int, int> cnt;

        for (int x : nums) {
            unordered_set<int> vis = {x};
            string s = to_string(x);

            for (int j = 0; j < s.length(); ++j) {
                for (int i = 0; i < j; ++i) {
                    swap(s[i], s[j]);
                    vis.insert(stoi(s));
                    for (int q = i + 1; q < s.length(); ++q) {
                        for (int p = i + 1; p < q; ++p) {
                            swap(s[p], s[q]);
                            vis.insert(stoi(s));
                            swap(s[p], s[q]);
                        }
                    }
                    swap(s[i], s[j]);
                }
            }

            for (int y : vis) {
                ans += cnt[y];
            }
            cnt[x]++;
        }

        return ans;
    }
};

Go

func countPairs(nums []int) (ans int) {
	sort.Ints(nums)
	cnt := make(map[int]int)

	for _, x := range nums {
		vis := make(map[int]struct{})
		vis[x] = struct{}{}
		s := []rune(strconv.Itoa(x))

		for j := 0; j < len(s); j++ {
			for i := 0; i < j; i++ {
				s[i], s[j] = s[j], s[i]
				y, _ := strconv.Atoi(string(s))
				vis[y] = struct{}{}
				for q := i + 1; q < len(s); q++ {
					for p := i + 1; p < q; p++ {
						s[p], s[q] = s[q], s[p]
						z, _ := strconv.Atoi(string(s))
						vis[z] = struct{}{}
						s[p], s[q] = s[q], s[p]
					}
				}
				s[i], s[j] = s[j], s[i]
			}
		}

		for y := range vis {
			ans += cnt[y]
		}
		cnt[x]++
	}

	return
}

TypeScript

function countPairs(nums: number[]): number {
    nums.sort((a, b) => a - b);
    let ans = 0;
    const cnt = new Map<number, number>();

    for (const x of nums) {
        const vis = new Set<number>();
        vis.add(x);
        const s = x.toString().split('');

        for (let j = 0; j < s.length; j++) {
            for (let i = 0; i < j; i++) {
                [s[i], s[j]] = [s[j], s[i]];
                vis.add(+s.join(''));
                for (let q = i + 1; q < s.length; ++q) {
                    for (let p = i + 1; p < q; ++p) {
                        [s[p], s[q]] = [s[q], s[p]];
                        vis.add(+s.join(''));
                        [s[p], s[q]] = [s[q], s[p]];
                    }
                }
                [s[i], s[j]] = [s[j], s[i]];
            }
        }

        for (const y of vis) {
            ans += cnt.get(y) || 0;
        }
        cnt.set(x, (cnt.get(x) || 0) + 1);
    }

    return ans;
}