最少交换次数来组合所有的 1 II - 解题思路与代码分析
题目描述
本题目要求我们找到在一个环形二进制数组中，通过最少的交换次数把所有的 1 聚集在一起的方法。数组的环形特性意味着第一个元素和最后一个元素是相邻的。我们需要考虑数组的这种特殊结构来找到最优解。
示例分析
- 示例 1：
nums = [0,1,0,1,1,0,0]。最少需要交换 1 次。 - 示例 2：
nums = [0,1,1,1,0,0,1,1,0]。最少需要交换 2 次。 - 示例 3：
nums = [1,1,0,0,1]。由于环形特性，所有 1 已经聚集在一起，因此不需要交换。
解题思路
解决这个问题的核心思想是使用滑动窗口技术。首先统计数组中 1 的数量，这将决定我们滑动窗口的大小。然后我们遍历整个数组两次（考虑到环形结构），统计窗口内 0 的数量，这个数量就是需要交换的次数。我们寻找最小的这个交换次数作为答案。
答案代码分析
class Solution:def minSwaps(self, nums: List[int]) -> int:n = len(nums)win_size = nums.count(1)if win_size == 0:return 0round_cnt = 0first_win_ridx = win_size - 1ans = 10 ** 5 # 初始化一个大数作为初始答案left = right = 0win_zero_num = 0win_ele_num = 1while round_cnt < 2:if nums[right] == 0:win_zero_num += 1if win_ele_num == win_size:ans = min(ans, win_zero_num)if nums[left] == 0:win_zero_num -= 1left += 1left %= n # 考虑环形数组特性win_ele_num -= 1right += 1right %= n # 考虑环形数组特性if right == first_win_ridx:round_cnt += 1win_ele_num += 1return ans
- 初始化窗口大小为数组中 1 的数量。
- 通过双指针技术移动窗口，统计窗口中 0 的数量。
- 使用
round_cnt确保遍历整个数组两次，因为数组是环形的。 - 当窗口移动时，更新所需的最少交换次数。
