一，算法介绍

模拟算法本质就是"依葫芦画瓢"，就是在题目中已经告诉了我们该如何操作，我们只要把题目中的过程转化成代码即可。特点是思路简单，难点是十分考验代码功底。

二，算法原理和代码实现

1576.替换所有的问号

算法原理：

没有那么多弯弯绕绕，就是从前往后遍历字符串，如果出现 ‘?’，就用26个字母判断一个 ‘?’ 字符的前一个和后一个字符，保证不出现前后两个连续相同的字符，再把 ‘?’ 替换即可。

细节问题：

要注意边界情况的判断，就是当 ‘?’ 出现在第一个位置和最后一个位置的处理。

代码实现：

class Solution 
{
public:
    string modifyString(string s) 
    {
        int n = s.size();
        for(int i = 0; i < n; i++)
        {
            if(s[i] == '?')
            {
                for(char ch = 'a'; ch <= 'z'; ch++)
                {
                    if((i == 0 || s[i-1] != ch) && (i == n-1 || s[i+1] != ch))
                    {
                        s[i] = ch;
                        break;
                    }
                }
            }
        }
        return s;
    }
};

495.提莫攻击

算法原理：

根据示例，可以得到下面的规律：

代码实现：

class Solution {
public:
    int findPoisonedDuration(vector<int>& timeSeries, int duration) {
        int n = timeSeries.size();
        int ret = 0;
        for(int i = 1; i <= n-1; i++)
        {
            int x = timeSeries[i] - timeSeries[i-1];
            if(x >= duration)
                ret += duration;
            else 
                ret += x;
        }
        return ret + duration;
    }
};

6.Z字形变换

算法原理：

我们不直接把字符进行Z变换，把每个字符的下标抽象出来：

然后在表中找出下标的规律，直接在字符串中根据找出的下标取字符：

细节问题：

当给定行数为 1 行时，计算的公差 d == 0，会造成死循环。所以要特殊处理，此时直接返回原字符串即可。

代码实现：

class Solution 
{
public:
    string convert(string s, int numRows) 
    {
        // 处理特殊情况
        if(numRows == 1) return s;
        
        int d = 2 * numRows - 2, n = s.size();
        string ret;

        // 处理第一行的字符
        for(int i = 0; i < n; i += d)
            ret += s[i];
        
        // 出来中间行的字符
        for(int k = 1; k < numRows-1; k++) // 枚举中间的每一行
        {
            for(int i = k, j = d - k; i < n || j < n; i += d, j += d)
            {
                if(i < n) ret += s[i];
                if(j < n) ret += s[j];
            }
        }

        // 处理最后一行字符
        for(int i = numRows-1; i < n; i += d)
            ret += s[i];
        
        return ret;
    }
};

38.外观数列

算法原理：

本题使用：模拟+双指针
这里的双指针的作用就是从前往后遍历相同字符的区域，计算出相同字符的个数。

代码实现：

class Solution 
{
public:
    string countAndSay(int n) 
    {
        if(n == 1) return to_string(1);
        string ret;
        string tmp = to_string(1);

        for(int i = 0; i < n-1; i++)
        {
            ret = "";
            int left = 0, right = 0, len = tmp.size();
            while(right < len)
            {
                while(right < len && tmp[right] == tmp[left]) right++;
                ret += to_string(right - left) + tmp[left];
                left = right;
            }
            tmp = ret;
        }
        return tmp;
    }
};

1419.数青蛙

算法原理：

这道题在模拟算法中是一道比较难的题。
使用：模拟+哈希表。
遍历所给的字符串，与叫声字符串进行对比映射：

通过模拟，可以进行总结：

细节处理：

(1) 两个哈希表的作用：
第一个哈希表用数组模拟，目的是统计字符出现的个数，但不是用字符进行映射统计的，而是根据叫声字符串 "croak"的下标。
第二个哈希表用 hash< char, int > 实现，表示的是叫声字符串"croak"的每个字符，和每个字符对应的下标。
(2) 当遍历完整个 croakOfFrogs 字符串后，还需要把第一个哈希表遍历检查一下。

代码实现：

根据上面的总结，实现代码有多种方式，下面的实现方式是一种通用的，因为可能有些题目给的叫声字符串不是只有五个字符的"croak"，而是其他更长的。

class Solution 
{
public:
    int minNumberOfFrogs(string croakOfFrogs) 
    {
        string t = "croak";
        int n = t.size();
        vector<int> hash(n); // 用数组模拟哈希

        unordered_map<char, int> index; // [x,x这个字符的下标]
        for(int i = 0; i < n; i++)
            index[t[i]] = i;
        
        for(auto ch : croakOfFrogs)
        {
            if(ch == 'c')
            {
                // 判断最后一个字符是否存在
                if(hash[n-1] != 0) hash[n-1]--;
                hash[0]++; 
            }
            else
            {
                int i = index[ch]; // 找到字符的下标
                if(hash[i-1] == 0) return -1;
                else hash[i-1]--, hash[i]++;
            }
        }

        // 除了最后一个字符'k'外，其他字符如果还有出现，直接返回-1
        for(int i = 0; i < n-1; i++)
            if(hash[i] != 0) return -1;

        return hash[n-1];
    }
};

三，算法总结

解决有关模拟类的题型，最重要的就是根据题目写代码。有些模拟题可能正面做困难，进行优化时一般都是"找规律"进行转换。