python中如何判断字符串同构

Python中判断字符串同构的主要方法有：双映射法、哈希表法、字符计数法。 其中，双映射法是最常用和有效的方法，通过同时建立两个字符串的字符映射关系，可以快速判断字符串是否同构。下面将详细介绍这些方法，并给出相应的代码示例。

一、双映射法

双映射法的核心思想是同时建立两个字符串之间的字符映射关系，即从字符串s到字符串t的映射关系以及从字符串t到字符串s的映射关系。如果两个字符串同构，则每个字符的映射关系应该是唯一的且双向的。

实现步骤：

初始化两个空字典，分别用于存储s到t和t到s的字符映射。
遍历字符串s和t的字符，并检查当前字符是否已经建立映射关系。
如果当前字符已经建立映射关系且不匹配，则返回False。
如果当前字符尚未建立映射关系，则分别在两个字典中建立该映射。
遍历结束后，若未发现不匹配的映射关系，则返回True。

def is_isomorphic(s: str, t: str) -> bool:
    if len(s) != len(t):
        return False
    s_to_t = {}
    t_to_s = {}
    for char_s, char_t in zip(s, t):
        if char_s in s_to_t:
            if s_to_t[char_s] != char_t:
                return False
        else:
            s_to_t[char_s] = char_t
        if char_t in t_to_s:
            if t_to_s[char_t] != char_s:
                return False
        else:
            t_to_s[char_t] = char_s
    return True

二、哈希表法

哈希表法也是一种常用的方法，通过使用哈希表来记录字符的映射关系，进而判断两个字符串是否同构。与双映射法类似，但哈希表法更注重利用Python内置的数据结构来实现映射关系的管理。

实现步骤：

初始化两个空字典，分别用于存储s到t和t到s的字符映射。
遍历字符串s和t的字符，并检查当前字符是否已经建立映射关系。
如果当前字符已经建立映射关系且不匹配，则返回False。
如果当前字符尚未建立映射关系，则分别在两个字典中建立该映射。
遍历结束后，若未发现不匹配的映射关系，则返回True。

def is_isomorphic(s: str, t: str) -> bool:
    if len(s) != len(t):
        return False
    s_to_t = {}
    t_to_s = {}
    for i in range(len(s)):
        if s[i] not in s_to_t and t[i] not in t_to_s:
            s_to_t[s[i]] = t[i]
            t_to_s[t[i]] = s[i]
        elif s_to_t.get(s[i]) != t[i] or t_to_s.get(t[i]) != s[i]:
            return False
    return True

三、字符计数法

字符计数法通过统计字符串中每个字符出现的次数，然后比较两个字符串的字符频次来判断它们是否同构。如果两个字符串同构，则它们每个字符出现的次数应该相同。

实现步骤：

初始化两个字典，分别用于存储字符串s和t中每个字符的出现次数。
遍历字符串s和t的字符，统计每个字符的出现次数。
比较两个字典中每个字符的出现次数是否相同。
如果所有字符的出现次数都相同，则返回True，否则返回False。

from collections import Counter
def is_isomorphic(s: str, t: str) -> bool:
    return Counter(s) == Counter(t)

四、总结

在Python中判断字符串同构主要有双映射法、哈希表法和字符计数法三种方法。双映射法是最常用且高效的方法，通过建立双向的字符映射关系，可以快速判断两个字符串是否同构。哈希表法与双映射法类似，通过利用Python内置的哈希表来管理字符映射关系。字符计数法则通过比较两个字符串中每个字符的出现次数来判断它们是否同构。选择合适的方法可以根据具体的需求和场景来决定。

每种方法都有其优缺点和适用场景，在实际应用中，可以根据具体问题选择合适的解决方案。例如，对于较长的字符串，双映射法和哈希表法通常更为高效，而字符计数法则更适用于字符出现频次分析的场景。通过理解和掌握这些方法，可以更好地解决字符串同构判断的问题。