使用 C++ 對前 N 個數字的排列進行最小字首反轉排序


描述

給定一個包含 N 個數字的陣列,這些數字是前 N 個數字的排列。在一次操作中,可以反轉任何字首。任務是找到使陣列中的數字按升序排序所需的此類操作的最小數量。

示例

如果陣列是 {1, 2, 4, 3},則需要至少 3 步才能將陣列按升序排序:

  • 反轉整個陣列 {3, 4, 2, 1}
  • 反轉前兩個元素 {4, 3, 2, 1}
  • 反轉整個陣列 {1, 2, 3, 4}

演算法

  • 將給定的數字編碼成字串。對陣列進行排序,並將其編碼成字串 destination。
  • 然後從初始排列開始進行廣度優先搜尋 (BFS)。每次檢查由反轉當前排列的字首引起的所有排列。
  • 如果它沒有被訪問過,則將其放入佇列中,並記錄已執行的反轉次數。
  • 當編碼字串的排列與 destination 字串相同時,返回到達這裡的所需反轉次數。
  • 也就是說,所有字串的排列都已完成,並將這些排列中的最小值作為答案返回。

示例

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <queue>
using namespace std;
int minimumPrefixReversals(int *a, int n) {
   string start = "";
   string destination = "", t, r;
   for (int i = 0; i < n; i++) {
      start += to_string(a[i]);
   }
   sort(a, a + n);
   for (int i = 0; i < n; i++) { destination += to_string(a[i]);
}
queue<pair<string, int> > qu;
pair<string, int> p;
qu.push(make_pair(start, 0));
   if (start == destination) {
      return 0;
   }
   while (!qu.empty()) {
      p = qu.front();
      t = p.first;
      qu.pop();
      for (int j = 2; j <= n; j++) {
         r = t;
         reverse(r.begin(), r.begin() + j);
         if (r == destination) {
            return p.second + 1;
         }
         qu.push(make_pair(r, p.second + 1));
      }
   }
}
int main() {
   int a[] = { 1, 2, 4, 3 };
   int n = sizeof(a) / sizeof(a[0]);
   cout << "Minimum reversal: " << minimumPrefixReversals(a, n) << endl;
   return 0;
}

輸出

編譯並執行上述程式時,將生成以下輸出:

Minimum reversal: 3

更新於: 2019年11月22日

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