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49.  Group Anagrams

Author: Hurukawa2121

4.hash-map/group-anagrams/memo.md

@@ -0,0 +1,43 @@
+## step1
+- 要素の種類とそれぞれの個数が同じ文字列をグルーピングする。
+- 二つ指針がある。
+  - 文字列をソートして一致判定
+  - 要素をカウントして一致判定
+- カウントの処理がない分、周辺の処理が簡潔になるため文字列をソートして一致判定する。
+- 文字列の数をN,文字列の長さをMとすると、時間計算量O(Nlog(M)+N), 空間計算量O(N)
+  - 制約から1.4*10^5(0.001秒)ほど
+
+- ソートした文字列を格納する `std::map` と `std::unordered_map` の比較は難しい。
+  - キーをソートする必要がないので `std::unordered_map` としたいが、以下のリンクの通り整数徐算が遅くなる場合がある。そこに留意して使う。
+  - https://chromium.googlesource.com/chromium/src/+/master/base/containers/README.md#std_unordered_map-and-std_unordered_set
+
+- 以下の処理が不安
+```cpp
+      sorted_str_to_anagram_group[sorted_str].push_back(str);
+```
+- `sorted_str` が `anagram_group` に紐づいているか、読み手が直感的に分からない可能性がある。
+  - ここが問題になる場合の書き方が分からなかった。
+
+## step2
+- 他のコードを読む。
+
+- 以下なら値のコピーを避け、不可変にすることができる。
+```cpp
+...
+  for (const std::string& str : strs) {
+...
+```
+
+- C++ 17 から `std::transform` の記法があるらしい。
+  - https://en.cppreference.com/w/cpp/algorithm/transform
+```cpp
+  transform(begin(sorted_str_to_anagram_group), end(sorted_str_to_anagram_group), back_inserter(anagram_groups), [](const auto& groups) {
+      return groups.second;
+  });
+```
+  - 標準ライブラリの多くが `constexpr` をサポートしてなかったことから出来たらしい。
+    - https://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2017/p0202r3.html#:~:text=I.%20Introduction%20and%20Motivation
+  - 分かりやすいのでstep1の書き方にする。
+
+## step3
+- 補完無しで3分50秒ほどで実装

4.hash-map/group-anagrams/step1.cpp

@@ -0,0 +1,20 @@
+#include <string>
+#include <map>
+
+class Solution {
+public:
+  std::vector<std::vector<std::string>> groupAnagrams(std::vector<std::string>& strs) {
+    std::unordered_map<std::string, std::vector<std::string>> sorted_str_to_anagram_group;
+    for (std::string str : strs) {
+      std::string sorted_str = str;
+      std::sort(sorted_str.begin(), sorted_str.end());
+      sorted_str_to_anagram_group[sorted_str].push_back(str);
+    }
+
+    std::vector<std::vector<std::string>> anagram_groups;
+    for (auto [__maybe_unused, anagram_group] : sorted_str_to_anagram_group) {
+      anagram_groups.push_back(anagram_group);
+    }
+    return anagram_groups;
+  }
+};

4.hash-map/group-anagrams/step2.cpp

@@ -0,0 +1,20 @@
+#include <string>
+#include <map>
+
+class Solution {
+public:
+  std::vector<std::vector<std::string>> groupAnagrams(std::vector<std::string>& strs) {
+    std::unordered_map<std::string, std::vector<std::string>> sorted_str_to_anagram_group;
+    for (const std::string& str : strs) {
+      std::string sorted_str = str;
+      std::sort(sorted_str.begin(), sorted_str.end());
+      sorted_str_to_anagram_group[sorted_str].push_back(str);
+    }
+
+    std::vector<std::vector<std::string>> anagram_groups;
+    for (const auto& [__maybe_unused, anagram_group] : sorted_str_to_anagram_group) {
+      anagram_groups.push_back(anagram_group);
+    }
+    return anagram_groups;
+  }
+};

4.hash-map/group-anagrams/step3.cpp

@@ -0,0 +1,20 @@
+#include <string>
+#include <map>
+
+class Solution {
+public:
+  std::vector<std::vector<std::string>> groupAnagrams(std::vector<std::string>& strs) {
+    std::unordered_map<std::string, std::vector<std::string>> sorted_str_to_anagram_group;
+    for (const std::string& str : strs) {
+      std::string sorted_str = str;
+      std::sort(sorted_str.begin(), sorted_str.end());
+      sorted_str_to_anagram_group[sorted_str].emplace_back(str);
+    }
+
+    std::vector<std::vector<std::string>> anagram_groups;
+    for (const auto& [__maybe_unused, anagram_group] : sorted_str_to_anagram_group) {
+      anagram_groups.push_back(anagram_group);
+    }
+    return anagram_groups;
+  }
+};

4.hash-map/group-anagrams/step4.cpp

@@ -0,0 +1,48 @@
+#include <map>
+#include <string>
+#include <functional>
+
+class Solution {
+public:
+  std::vector<std::vector<std::string>> groupAnagrams(std::vector<std::string>& strs) {
+    std::unordered_map<StringAnalysis, std::vector<std::string>, HashStringAnalysis> frequencies_to_anagram_groups;
+    for (const std::string str : strs) {
+      // ASCIIに基づいて数え上げると EBCDIC などで動かなくなる可能性がある
+      StringAnalysis analysis(str);
+      frequencies_to_anagram_groups[analysis].push_back(str);
+    }
+
+    std::vector<std::vector<std::string>> anagram_groups;
+    for (const auto& [_, anagram_group] : frequencies_to_anagram_groups) {
+      anagram_groups.push_back(anagram_group);
+    }
+    return anagram_groups;
+  }
+
+private:
+  struct StringAnalysis {
+    std::map<char, int> frequencies;
+    StringAnalysis (const std::string str) :frequencies() {
+      for (char c : str) {
+        frequencies[c]++;
+      }
+    }
+    bool operator==(const StringAnalysis& other) const {
+      return frequencies == other.frequencies;
+    }
+  };
+
+  struct HashStringAnalysis {
+    std::size_t operator()(const StringAnalysis &sa) const noexcept {
+      std::size_t hash = 0;
+      for (auto &[key, value] : sa.frequencies) {
+        size_t hashed_key = std::hash<char>{}(key);
+        size_t hashed_value = std::hash<int>{}(value);
+        // 黄金比+シフト＋XORで散らばらせビットパターンの衝突確率を下げる
+        // https://qiita.com/iroha1203/items/3e22e6e751189db6644a
+        hash ^= (hashed_key ^ (hashed_value + 0x61C88647ULL + (hash << 6) + (hash >> 2)));
+      }
+      return hash;
+    }
+  };
+};