国际空间研究组织 | ISRO CS 2014 |问题 69

这道题目属于计算机科学考试中的编程部分，考查的是编程和算法的能力。该题目要求编写一个程序，实现一组数字的特定替换，并输出新的数字序列。

问题描述如下：

给定一组数字序列和一对替换规则，对于其中的每个数字，若其为规则中的第一个数字，则替换为规则中的第二个数字。例如，序列 [3,4,5,6,4] 和规则 [4,1]，则将所有的 4 替换为 1，得到新的序列 [3,1,5,6,1]。

编写一个函数实现上述逻辑，并输出新的数字序列。函数的原型为：

def replace_nums(nums: List[int], rule: List[int]) -> List[int]:
    pass

其中 nums 为输入数字序列，规模不超过 $10^5$，每个数字的值不超过 $10^9$；rule 为替换规则，为长度为 2 的数字序列。

示例：

>>> replace_nums([3,4,5,6,4], [4,1])
[3, 1, 5, 6, 1]

请注意，如果规则中的第二个数字也出现在规则中的第一个数字位置，不得进行替换，否则可能导致无限循环。例如，序列 [1,2,3,4,5] 和规则 [2,4]，如果将所有的 2 替换为 4，再将所有的 4 替换为 2，将会无限循环。

以下是实现该函数的 Python 代码片段：

from typing import List

def replace_nums(nums: List[int], rule: List[int]) -> List[int]:
    num_dict = {rule[0]: rule[1]}
    last_num = float('inf')
    while last_num != len(num_dict):
        last_num = len(num_dict)
        for key in num_dict.keys():
            if key == num_dict[key]:
                continue
            num_dict[num_dict[key]] = num_dict[num_dict.get(key)]
    ans = []
    for num in nums:
        if num in num_dict:
            ans.append(num_dict[num])
        else:
            ans.append(num)
    return ans

该代码中，首先将替换规则存储在字典 num_dict 中，然后通过遍历字典实现反向替换，保证所有规则中的数字都能得到替换；最后再遍历输入数字序列，根据 num_dict 得到新的数字序列。需要注意的是，每个数字只能替换一次，否则可能导致无限循环。