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力扣热题——使所有字符相等的最小成本(难度:中等)

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题目链接:2712. 使所有字符相等的最小成本 - 力扣(LeetCode)

题目描述

解法一:规律发现

Java写法:

C++写法:

运行时间

时间复杂度和空间复杂度

解法二:动态规划

Java写法:

C++写法:

运行时间

时间复杂度和空间复杂度

总结


题目链接:2712. 使所有字符相等的最小成本 - 力扣(LeetCode)

注:下述题目描述和示例均来自力扣

题目描述

给你一个下标从 0 开始、长度为 n 的二进制字符串 s ,你可以对其执行两种操作:

  • 选中一个下标 i 并且反转从下标 0 到下标 i(包括下标 0 和下标 i )的所有字符,成本为 i + 1 。
  • 选中一个下标 i 并且反转从下标 i 到下标 n - 1(包括下标 i 和下标 n - 1 )的所有字符,成本为 n - i 。

返回使字符串内所有字符 相等 需要的 最小成本 。

反转 字符意味着:如果原来的值是 \'0\' ,则反转后值变为 \'1\' ,反之亦然。

示例 1:

输入:s = \"0011\"输出:2解释:执行第二种操作,选中下标 i = 2 ,可以得到 s = \"0000\" ,成本为 2 。可以证明 2 是使所有字符相等的最小成本。

示例 2:

输入:s = \"010101\"输出:9解释:执行第一种操作,选中下标 i = 2 ,可以得到 s = \"101101\" ,成本为 3 。执行第一种操作,选中下标 i = 1 ,可以得到 s = \"011101\" ,成本为 2 。执行第一种操作,选中下标 i = 0 ,可以得到 s = \"111101\" ,成本为 1 。执行第二种操作,选中下标 i = 4 ,可以得到 s = \"111110\" ,成本为 2 。执行第二种操作,选中下标 i = 5 ,可以得到 s = \"111111\" ,成本为 1 。使所有字符相等的总成本等于 9 。可以证明 9 是使所有字符相等的最小成本。 

提示:

  • 1 <= s.length == n <= 105
  • s[i] 为 \'0\' 或 \'1\'


解法一:规律发现

  1. 循环遍历字符串:从第二个字符(索引1)开始遍历到字符串末尾,检查当前字符与前一个字符是否不同。
  2. 条件判断:当发现相邻字符不同时,计算两种翻转方式的最小成本:
    • 翻转前i个字符的成本是i(因为前i个字符的位置是0到i-1,共i个字符)。
    • 翻转后面字符的成本是字符串总长度减去i(即剩余字符的数量)。
  3. 类型转换:将字符串长度转换为long long以确保类型一致性,避免潜在的整数溢出问题。
  4. 累加结果:将每次的最小成本累加到结果中。

Java写法:

class Solution { public long minimumCost(String s) { // 根据示例2其实你不难看出来,他的翻转逻辑 /// 找到两个相邻位置但是是不同值的位置,看是翻转前面的成本高还是后面的 // 选择成本低的进行翻转 long res = 0; for(int i = 1;i < s.length();i++){ if(s.charAt(i) != s.charAt(i - 1)){ res += Math.min(i-1+1,s.length()-i); } } return res; }}

C++写法:

class Solution {public: long long minimumCost(string s) { long long res = 0; for(int i = 1; i < s.size(); i++) { if(s[i] != s[i - 1]) { res += min(i, (long long)s.size() - i); } } return res; }};

运行时间

记得改成long不然会砸缸

 

时间复杂度和空间复杂度




解法二:动态规划

  • 后缀翻转成本计算 (suffixCost)

    • suffixCost[i][0]:将 s[i]s[n-1] 变成全 0 的最小成本。

    • suffixCost[i][1]:将 s[i]s[n-1] 变成全 1 的最小成本。

    计算方法:

    • s[i] == \'1\'

      • suffixCost[i][1] = suffixCost[i+1][1](保持 1 无需翻转)。

      • suffixCost[i][0] = suffixCost[i+1][1] + (n-i)(翻转 1 → 0)。

    • s[i] == \'0\'

      • suffixCost[i][1] = suffixCost[i+1][0] + (n-i)(翻转 0 → 1)。

      • suffixCost[i][0] = suffixCost[i+1][0](保持 0 无需翻转)。

  • 前缀翻转成本计算 (prefixCost)

    • prefixCost[0]:当前前缀变成全 0 的最小成本。

    • prefixCost[1]:当前前缀变成全 1 的最小成本。

    计算方法:

    • s[i] == \'1\'

      • prefixCost[0] = prefixCost[1] + (i+1)(翻转 1 → 0)。

    • s[i] == \'0\'

      • prefixCost[1] = prefixCost[0] + (i+1)(翻转 0 → 1)。

  • 合并最优解

    • 通过遍历 i,找到 prefixCostsuffixCost 的最小组合。

Java写法:

class Solution { public long minimumCost(String s) { int n = s.length(); // 记录后缀翻转成本 long[][] suffixCost = new long[n + 1][2]; // 计算后缀翻转成本 for (int i = n - 1; i >= 0; i--) { if (s.charAt(i) == \'1\') { // 保持1的成本 suffixCost[i][1] = suffixCost[i + 1][1];  // 变0的成本 suffixCost[i][0] = suffixCost[i + 1][1] + (n - i); } else { // 变1的成本 suffixCost[i][1] = suffixCost[i + 1][0] + (n - i);  // 保持0的成本 suffixCost[i][0] = suffixCost[i + 1][0]; } } // 记录前缀翻转成本 long[] prefixCost = new long[2]; // 记录最终结果 long minCost = Long.MAX_VALUE; // 计算前缀翻转成本并求最优解 for (int i = 0; i < n; i++) { if (s.charAt(i) == \'1\') { // 变0的成本 prefixCost[0] = prefixCost[1] + (i + 1); } else { // 变1的成本 prefixCost[1] = prefixCost[0] + (i + 1); } // 计算使所有字符相等的最小成本 minCost = Math.min(minCost, Math.min(prefixCost[0] + suffixCost[i + 1][0], prefixCost[1] + suffixCost[i + 1][1])); } return minCost; }}

C++写法:

运行时间

时间复杂度和空间复杂度


总结

        w我嘞个动态规划啊