使一个字符串严格大于另一个字符串所需的最小交换次数


在本文中,我们将讨论一个有趣的字符串操作问题——“使一个字符串严格大于另一个字符串所需的最小交换次数”。我们将理解这个问题,详细说明解决它的策略,用C++实现它,并用相关的例子来阐明这个概念。

理解问题陈述

给定两个长度相等的字符串,我们的目标是确定使一个字符串严格大于另一个字符串所需的最小字符交换次数。字符在两个字符串之间交换,每次交换操作都涉及到每个字符串中的一个字符。字符串按字典顺序进行比较,其中'a' < 'b' < 'c',依此类推。

方法

我们的想法是使用贪婪算法。我们从字符串的开头开始,对于每个位置,如果第一个字符串中的字符小于第二个字符串中对应的字符,我们就交换它们。如果它们相等,我们寻找第二个字符串中更大的字符来交换。如果没有找到这样的字符,我们就继续下一个位置。我们重复这个过程,直到我们处理完字符串中的所有字符。

示例

让我们实现上述方法:

#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;
}

输出

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;
}

输出

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");
   }
}

输出

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")

输出

Minimum swaps: 2

测试用例

让我们考虑字符串“bbca”和“abbc”。将发生以下交换:

  • 将第一个字符串中的'b'与第二个字符串中的'a'交换。字符串现在是“bbac”和“abbc”。

  • 将第一个字符串中的'c'与第二个字符串中的'b'交换。字符串现在是“bbcb”和“abac”。

“bbcb”按字典顺序大于“abac”。因此,所需的最小交换次数为2,程序的输出将是“最小交换次数:2”。

结论

在本文中,我们探讨了确定使一个字符串按字典顺序大于另一个字符串所需的最小交换次数的问题。我们讨论了解决该问题的策略,并用一个例子解释了这个概念。像这样的字符串操作问题在面试和编程竞赛中很常见,理解这些概念非常有益。

更新于:2023年10月27日

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