最小化移除不相邻的字符以使给定字符串为空所需的操作次数

在本文中，我们将深入探讨一个引人入胜的字符串操作问题。“最小化移除不相邻的字符以使给定字符串为空所需的操作次数”。这个问题是增强您对字符串、字符移除和算法思维理解的绝佳方式。

问题陈述

给定一个字符串，任务是最小化使给定字符串为空所需的不相邻字符移除操作次数。一次操作中，您可以移除任何两个不相邻的字符。

解决方案方法

解决此问题的方法是使用栈数据结构。我们迭代字符串的字符，对于每个字符，如果栈非空且栈顶不等于当前字符，我们从栈中弹出栈顶字符。否则，我们将当前字符压入栈中。所需的操作次数是最后栈中剩余字符的个数。

示例

以下是上述方法的程序：

C C++ Java Python
Open Compiler
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdbool.h>
#include <string.h>

int minimizeRemovals(char* str) {
   int size = 0;
   char* stack = (char*)malloc(strlen(str) * sizeof(char));

   for (int i = 0; str[i] != '\0'; i++) {
      if (size > 0 && stack[size - 1] != str[i]) {
         size--; // Pop the top element from the stack
      } else {
         stack[size] = str[i]; // Push the character onto the stack
         size++;
      }
   }

   free(stack);
   return size;
}

int main() {
   char str[] = "abba";
   int operations = minimizeRemovals(str);
   printf("The minimum number of removal operations is: %d\n", operations);
   return 0;
}

输出

The minimum number of removal operations is: 0
Open Compiler
#include <iostream>
#include <stack>
#include <string>
using namespace std;

int minimizeRemovals(string str) {
   stack<char> s;
   for (char c : str) {
      if (!s.empty() && s.top() != c) {
         s.pop();
      } else {
         s.push(c);
      }
   }
   return s.size();
}

int main() {
   string str = "abba";
   int operations = minimizeRemovals(str);
   cout << "The minimum number of removal operations is: " << operations << endl;
   return 0;
}

输出

The minimum number of removal operations is: 0
Open Compiler
import java.util.Scanner;

public class Main {
   public static int minimizeRemovals(String str) {
      java.util.Stack<Character> stack = new java.util.Stack<>();
      for (char c : str.toCharArray()) {
         if (!stack.isEmpty() && stack.peek() != c) {
            stack.pop();  // Pop the top element from the stack
         } else {
            stack.push(c);  // Push the character onto the stack
         }
      }
      return stack.size();
   }

   public static void main(String[] args) {
      String str = "abba";
      int operations = minimizeRemovals(str);
      System.out.println("The minimum number of removal operations is: " + operations);
   }
}

输出

The minimum number of removal operations is: 0
Open Compiler
def minimize_removals(s):
   stack = []
   for c in s:
      if stack and stack[-1] != c:  # Check if the stack is not empty and the top element is different from the current character
         stack.pop()  # Pop the top element from the stack
      else:
         stack.append(c)  # Push the character onto the stack
   return len(stack)

def main():
   s = "abba"
   operations = minimize_removals(s)
   print("The minimum number of removal operations is:", operations)

if __name__ == "__main__":
   main()

输出

The minimum number of removal operations is: 0

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带测试用例的解释

当我们将此字符串传递给minimizeRemovals函数时，它会迭代字符串的字符。过程如下：

  • 它将'a'压入栈中。

  • 然后它将'b'压入栈中，因为'b'不等于栈顶('a')。

  • 当遇到下一个'b'时，它会发现栈顶也是'b'，因此它不执行移除操作，'b'被压入栈中。

  • 现在栈顶是'b'，下一个字符是'a'。由于'a'不等于'b'，它通过弹出栈顶来执行移除操作。现在栈顶是'b'。

  • 最后，它在字符串中遇到'a'，它不等于栈顶('b')。因此，它通过弹出栈顶来执行移除操作。

在函数结束时，栈中没有剩余字符，这表明所有不相邻的字符都已从字符串中移除。因此，函数返回0，这是使给定字符串为空所需的最小移除操作次数。

结论

此问题提供了一个使用栈数据结构进行字符串操作的绝佳机会。这是一个练习编码技能和了解如何使用栈解决问题的优秀问题。

更新于：2023年10月23日

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