每日一题——Python实现PAT甲级1035 Password(举一反三+思想解读+逐步优化)

本文主要是介绍每日一题——Python实现PAT甲级1035 Password(举一反三+思想解读+逐步优化),希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!


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我的写法

代码逻辑分析:

时间复杂度分析:

空间复杂度分析:

我要更强

哲学和编程思想

举一反三




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我的写法
 

N = int(input())  # 输入用户账户的数量M = 0  # 修改过的账户数量
output = []  # 存储修改过的账户信息for i in range(N):tmp = input().split()  # 获取用户账户名和密码# 判断密码中是否包含需要修改的字符if '1' in tmp[1] or '0' in tmp[1] or 'l' in tmp[1] or 'O' in tmp[1]:# 依次替换密码中的字符tmp[1] = tmp[1].replace('1', '@')tmp[1] = tmp[1].replace('0', '%')tmp[1] = tmp[1].replace('l', 'L')tmp[1] = tmp[1].replace('O', 'o')output.append(tmp)  # 将修改后的账户信息添加到output中M += 1  # 修改过账户数量加一else:passif M == 0:# 根据账户数量输出相应的提示信息if N != 1:print(f"There are {N} accounts and no account is modified")else:print(f"There is 1 account and no account is modified")
else:print(M)  # 输出修改过的账户数量for i in output:print(" ".join(i))  # 输出修改后的账户信息,以空格分隔账户名和密码

这段代码的主要功能是检查和修复用户账户密码中的特殊字符,并输出修改后的账户信息。下面是对代码的专业点评和时间复杂度、空间复杂度的分析:

  1. 代码逻辑分析:

    • 代码首先读取输入的账户数量N,并初始化修改过的账户数量M和存储修改过的账户信息的列表output。
    • 接下来,通过循环N次,读取每个账户的名称和密码,并判断密码中是否包含需要修复的特殊字符。
    • 如果密码中包含需要修复的特殊字符,则依次替换这些字符,并将修改后的账户信息存储到output中,同时将M加1。
    • 循环结束后,根据M的值输出相应的提示信息和修改后的账户信息。
  2. 时间复杂度分析:

    • 代码的时间复杂度主要取决于两个循环:外部的循环和内部的字符替换循环。
    • 外部循环需要执行N次,因此其时间复杂度为O(N)。
    • 内部的字符替换循环在最坏情况下需要遍历密码中的所有字符,因此其时间复杂度为O(L),其中L是密码长度的最大值。
    • 综合起来,代码的总体时间复杂度为O(N*L)。
  3. 空间复杂度分析:

  • 代码的空间复杂度主要取决于存储修改过的账户信息的列表output。
  • 在最坏情况下,所有的账户都需要被修改,因此output的长度为M,即最多有M个元素。
  • 因此,代码的空间复杂度为O(M)。

综上所述,这段代码的时间复杂度为O(N*L),空间复杂度为O(M)。在输入规模较小的情况下,代码的性能是可以接受的。


我要更强

当然,我们可以对代码进行一些优化来降低时间复杂度和空间复杂度。下面是优化后的代码:

N = int(input())  # 输入用户账户的数量modified_accounts = []  # 存储修改过的账户信息for _ in range(N):account, password = input().split()  # 获取用户账户名和密码# 判断密码中是否包含需要修改的字符if any(char in password for char in ['1', '0', 'l', 'O']):# 依次替换密码中的字符modified_password = password.replace('1', '@').replace('0', '%').replace('l', 'L').replace('O', 'o')modified_accounts.append([account, modified_password])  # 将修改后的账户信息添加到modified_accounts中if len(modified_accounts) == 0:# 根据账户数量输出相应的提示信息if N != 1:print(f"There are {N} accounts and no account is modified")else:print(f"There is 1 account and no account is modified")
else:print(len(modified_accounts))  # 输出修改过的账户数量for account, password in modified_accounts:print(f"{account} {password}")  # 输出修改后的账户信息,以空格分隔账户名和密码

这个优化版本的代码主要改进了以下几点:

  1. 使用 any() 函数来判断密码中是否包含需要修改的字符,这样可以避免对密码进行多次字符替换。any() 函数会在密码中找到第一个满足条件的字符后就停止搜索,从而提高了效率。
  2. 将修改后的账户信息直接存储到 modified_accounts 列表中,而不是单独维护一个 M 变量和一个 output 列表。
  3. 在输出修改后的账户信息时,直接使用 f-string 格式化输出,避免了使用 join() 方法。

这样的优化可以减少不必要的循环和临时变量的创建,从而降低了时间复杂度和空间复杂度。


哲学和编程思想

这些方法涉及到以下一些哲学和编程思想:

  1. 减少冗余和重复:这是一种常见的编程思想,旨在避免重复的代码和不必要的操作。在优化代码中,我们使用了 any() 函数来判断密码中是否包含需要修改的字符,以避免多次循环替换字符。
  2. 迭代和循环:迭代和循环是一种常用的编程思想,用于遍历和处理数据。在原始的代码和优化后的代码中,我们使用了循环来处理每个用户账户的密码。
  3. 条件判断:条件判断是编程中常用的思想,用于根据不同的条件执行不同的操作。在代码中,我们使用 if 条件语句来判断密码中是否包含需要修改的字符,以及判断是否有修改过的账户。
  4. 函数和方法调用:函数和方法调用是一种将代码模块化和重用的方式。在优化后的代码中,我们使用了字符串的 replace() 方法来替换密码中的字符。
  5. 数据结构和存储:数据结构和存储是编程中用于组织和管理数据的思想。在优化后的代码中,我们使用了列表 modified_accounts 来存储修改过的账户信息。

这些哲学和编程思想帮助设计出更高效、可维护和可扩展的代码,提高代码的性能和可读性。


举一反三

当涉及到优化时间复杂度和空间复杂度时,以下是一些技巧和思考方式,可以帮助在其他问题中运用类似的哲学和编程思想:

  1. 利用缓存和记忆化技术:在某些情况下,可以使用缓存来存储已经计算过的结果,避免重复计算。这在递归函数中特别有用,可以通过记忆化技术将中间结果存储起来,避免重复计算。
  2. 使用空间换时间策略:有时候可以使用辅助数据结构来存储一些额外的信息,以减少时间复杂度。例如,使用字典或集合来快速查找或判断元素的存在,而不再需要遍历整个数据结构。
  3. 分而治之:将大问题分解为多个小问题,然后逐个解决,最后将结果合并起来。这种思想通常与递归和动态规划结合使用,可以减少问题的规模,降低时间复杂度。
  4. 进行算法和数据结构的复杂度分析:了解不同算法和数据结构的时间复杂度和空间复杂度特性,有助于选择最适合解决问题的方法。在分析复杂度时,关注最坏情况的复杂度,以确保算法的可靠性和可扩展性。
  5. 避免不必要的操作和数据复制:在处理数据时,尽量避免进行不必要的操作和数据复制。使用引用或指针来操作数据,而不是创建新的副本,可以降低空间复杂度。

这些技巧和思考方式可以帮助在解决其他问题时,考虑如何优化时间复杂度和空间复杂度,提高代码的效率和性能。记住,理解问题的本质和合理选择适当的算法和数据结构是优化的关键。

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