问题描述
我正在尝试编写一个函数，该函数接受一个字符串和每个字符，并返回到字符串中最近元音的距离。如果字符本身是元音，则返回 0，但是当我不知道我的代码有什么问题时，我的 s 向量（包含答案的所有值）中的前两个元素正在工作。其余的只是返回 0。我做错了什么？
#include <iostream>
#include<vector>
#include<algorithm>
std::vector<int> distance(std::string word){
std::vector<char> r = {'a','e','i','o','u'};
std::vector<int> s(word.length());
for(int i = 0; i < word.length(); i++){
if(std::find(r.begin(),r.end(),word[i]) == r.end()){
for(int c = i + 1,d = i - 1; c < word.length() || d > 0; c++,d--){
if(std::find(r.begin(),word[c]) != r.end()){
s[i] = c - i;
break;
}
else if(d >= 0 && std::find(r.begin(),word[d]) != r.end()){
s[i] = i - d;
break;
}
}
}else s[i] = 0;
}
return s;
}
int main() {
std::vector<int> h = distance("abbb");
for(auto c : h){
std::cout<<c<<"\n";
}
}
解决方法
现代 C++ 中算法和有状态 Lambda 的威力。 . .
请先看 O(2n) 计算结果的代码：
#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <iterator>
#include <vector>
#include <string>
// Function to calculate the distance to the nearest vowel
auto distanceToNextVowel(const std::string& s) {
// Lambda to calculate if a character is a vowel
auto isVowel = [](char c) { return (0x208222 >> (c & 0x1f)) & 1; };
// Here we will store the resulting distance
std::vector<size_t> dist(s.size());
// Calculate distance from left and from right and use minimum
std::transform(s.begin(),s.end(),dist.begin(),[&,i = s.size()](const char c) mutable { if (isVowel(c)) i = 0; else ++i; return i; });
std::transform(s.rbegin(),s.rend(),dist.rbegin(),i = s.size()](const char c,const size_t s) mutable { if (isVowel(c)) i = 0; else ++i; return std::min(i,s); });
// Return result to caller
return dist;
}
// Test Driver
int main() {
// This is our test string
const std::string test{"Hello World"};
// Caclcuate Result
const auto dist = distanceToNextVowel(test);
// Show result on console
std::copy(test.begin(),test.end(),std::ostream_iterator<char>(std::cout,"\t")); std::cout << '\n';
std::copy(dist.begin(),dist.end(),std::ostream_iterator<size_t>(std::cout,"\t")); std::cout << '\n';
return 0;
}
呃！？那是什么？
这显示了在 C++ 中可以解决多么美妙的问题。但是，它需要很多解释。首先，如何检查一个字符是否是元音。
如果我们使用ASCII码来编码字母，那么我们会看到如下：
我们看到大写和小写字母的 ASCII 码只是低 5 位不同。所以，如果我们用 0x1F 屏蔽 ASCII 代码，那么 char c{'a'}; unsigned int x{c & 0x1F}，我们将得到 1 到 26 之间的值。因此，我们可以为每个字母计算一个 5 位的值。如果我们现在用 1 标记所有元音，我们可以构建一个由 32 位（无符号整数）组成的二进制数，并在元音为真的每个位置设置一个位。然后我们得到类似
Bit position
3322 2222 2222 1111 1111 1100 0000 0000
1098 7654 3210 9876 5432 1098 7654 3210
Position with vowels:
0000 0000 0010 0000 1000 0010 0010 0010
这个数字可以转换为0x208222。如果我们现在想知道，如果一个字母（无论是大写还是小写）是元音，那么我们从字符（ C & 1F ）中屏蔽掉不需要的位，并将二进制数向右移动尽可能多位置，如生成的字母代码所示。如果该位设置在 LSB 位置，那么我们就有了一个元音。这已经有几十年的历史了。
啊哈。不是那么容易，但适用于 ASCII 编码的字母。
顺便说一句，它也适用于其他字符选择。
生成的 Lambda 很简单：
auto isVowel = [](char c) { return (0x208222 >> (c & 0x1f)) & 1; };
酷。 . .
接下来，如何计算到/到下一个元音的距离。
让我们开始思考。如果我们从左到右遍历字符串，然后我们将结果索引位置设置为 0，如果我们找到一个元音。然后，我们简单地计算每个辅音，直到我们击中下一个元音。这将适用于从左到右计数。如果字符串不是以元音开头，那么我们使用一些大的指示符数字，例如 999，因为在这个方向上没有距离。示例：
H e l l o W o r l d
999 0 1 2 0 1 2 0 1 2 3
接下来，如果我们从右到左使用完全相同的算法，那么我们会得到：
H e l l o W o r l d
1 0 2 1 0 2 1 0 999 999 999
从左到右的最小距离是从左到右的相应值中的最小值。所以
String: H e l l o W o r l d
Left: 999 0 1 2 0 1 2 0 1 2 3
Right: 1 0 2 1 0 2 1 0 999 999 999
Min of above: 1 0 1 1 0 1 1 0 1 2 3
最后一行是结果。
现在，我们将使用有状态的 Lambda 来计算第一行：
std::transform(s.begin(),i = s.size()](const char c) mutable { if (isVowel(c)) i = 0; else ++i; return i; });
因此，我们将遍历字符串。从左到右。如果找到元音，我们将距离设置为 0。如果找到辅音，我们将增加距离。距离值是 Lambda 的一个状态，我们用一个很大的值初始化它，这里是字符串的大小。
接下来，我们从右到左做同样的事情。我们将使用 std::transform 的第二种形式，在这里我们可以使用 2 个源容器并创建一个新目标。因此，我们将使用字符串和已经（从左到右）计算的距离向量并将结果再次存储在距离向量中，因为我们不需要新的。代码非常相似：
std::transform(s.rbegin(),s); });
区别在于我们从右到左迭代，并存储我们刚刚计算的距离和之前已经计算的距离的最小值。
就是这样。
在 main 中，我们添加了一些驱动程序代码并在控制台上生成了一些输出。
我希望我能以易于理解的方式解释算法。
如有问题，请提问。