使一個字串嚴格大於另一個字串所需的最小交換次數


在本文中,我們將討論一個有趣的字串操作問題——“使一個字串嚴格大於另一個字串所需的最小交換次數”。我們將理解這個問題,詳細說明解決它的策略,用C++實現它,並用相關的例子來闡明這個概念。

理解問題陳述

給定兩個長度相等的字串,我們的目標是確定使一個字串嚴格大於另一個字串所需的最小字元交換次數。字元在兩個字串之間交換,每次交換操作都涉及到每個字串中的一個字元。字串按字典順序進行比較,其中'a' < 'b' < 'c',依此類推。

方法

我們的想法是使用貪婪演算法。我們從字串的開頭開始,對於每個位置,如果第一個字串中的字元小於第二個字串中對應的字元,我們就交換它們。如果它們相等,我們尋找第二個字串中更大的字元來交換。如果沒有找到這樣的字元,我們就繼續下一個位置。我們重複這個過程,直到我們處理完字串中的所有字元。

示例

讓我們實現上述方法:

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int minSwaps(char* s1, char* s2) {
   int swaps = 0;
   int n = strlen(s1);
   for (int i = 0; i < n; i++) {
      if (s1[i] < s2[i]) {
         char temp = s1[i];
         s1[i] = s2[i];
         s2[i] = temp;
         swaps++;
      } else if (s1[i] == s2[i]) {
         for (int j = i + 1; j < n; j++) {
            if (s2[j] > s1[i]) {
               char temp = s1[i];
               s1[i] = s2[j];
               s2[j] = temp;
               swaps++;
               break;
            }
         }
      }
   }
   return (strcmp(s1, s2) > 0) ? swaps : -1;
}
int main() {
   char s1[] = "bbca";
   char s2[] = "abbc";
   int swaps = minSwaps(s1, s2);
   if (swaps != -1)
      printf("Minimum swaps: %d\n", swaps);
   else
      printf("Cannot make string 1 greater\n");
   return 0;
}

輸出

Minimum swaps: 2
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;

int minSwaps(string &s1, string &s2) {
   int swaps = 0;
   int n = s1.size();
   for(int i=0; i<n; i++) {
      if(s1[i] < s2[i]) {
         swap(s1[i], s2[i]);
         swaps++;
      }
      else if(s1[i] == s2[i]) {
         for(int j=i+1; j<n; j++) {
            if(s2[j] > s1[i]) {
               swap(s1[i], s2[j]);
               swaps++;
               break;
            }
         }
      }
   }
   return (s1 > s2) ? swaps : -1;
}

int main() {
   string s1 = "bbca";
   string s2 = "abbc";
   int swaps = minSwaps(s1, s2);
   if(swaps != -1)
      cout << "Minimum swaps: " << swaps << "\n";
   else
      cout << "Cannot make string 1 greater\n";
   return 0;
}

輸出

Minimum swaps: 2
public class Main {
   public static int minSwaps(String s1, String s2) {
      int swaps = 0;
      int n = s1.length();
      char[] s1Arr = s1.toCharArray();
      char[] s2Arr = s2.toCharArray();
      for (int i = 0; i < n; i++) {
         if (s1Arr[i] < s2Arr[i]) {
            char temp = s1Arr[i];
            s1Arr[i] = s2Arr[i];
            s2Arr[i] = temp;
            swaps++;
         } else if (s1Arr[i] == s2Arr[i]) {
            for (int j = i + 1; j < n; j++) {
               if (s2Arr[j] > s1Arr[i]) {
                  char temp = s1Arr[i];
                  s1Arr[i] = s2Arr[j];
                  s2Arr[j] = temp;
                  swaps++;
                  break;
               }
            }
         }
      }
      return (new String(s1Arr).compareTo(new String(s2Arr)) > 0) ? swaps : -1;
   }

   public static void main(String[] args) {
      String s1 = "bbca";
      String s2 = "abbc";
      int swaps = minSwaps(s1, s2);
      if (swaps != -1)
         System.out.println("Minimum swaps: " + swaps);
      else
         System.out.println("Cannot make string 1 greater");
   }
}

輸出

Minimum swaps: 2
def min_swaps(s1, s2):
   swaps = 0
   n = len(s1)
   s1 = list(s1)
   s2 = list(s2)
   for i in range(n):
      if s1[i] < s2[i]:
         s1[i], s2[i] = s2[i], s1[i]
         swaps += 1
      elif s1[i] == s2[i]:
         for j in range(i + 1, n):
            if s2[j] > s1[i]:
               s1[i], s2[j] = s2[j], s1[i]
               swaps += 1
               break
   return swaps if ''.join(s1) > ''.join(s2) else -1


s1 = "bbca"
s2 = "abbc"
swaps = min_swaps(s1, s2)
if swaps != -1:
   print("Minimum swaps:", swaps)
else:
   print("Cannot make string 1 greater")

輸出

Minimum swaps: 2

測試用例

讓我們考慮字串“bbca”和“abbc”。將發生以下交換:

  • 將第一個字串中的'b'與第二個字串中的'a'交換。字串現在是“bbac”和“abbc”。

  • 將第一個字串中的'c'與第二個字串中的'b'交換。字串現在是“bbcb”和“abac”。

“bbcb”按字典順序大於“abac”。因此,所需的最小交換次數為2,程式的輸出將是“最小交換次數:2”。

結論

在本文中,我們探討了確定使一個字串按字典順序大於另一個字串所需的最小交換次數的問題。我們討論瞭解決該問題的策略,並用一個例子解釋了這個概念。像這樣的字串操作問題在面試和程式設計競賽中很常見,理解這些概念非常有益。

更新於:2023年10月27日

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