1769. 移动所有球到每个盒子所需的最小操作数(中等)

1,问题描述

1769. 移动所有球到每个盒子所需的最小操作数

难度:中等

n 个盒子。给你一个长度为 n 的二进制字符串 boxes ,其中 boxes[i] 的值为 '0' 表示第 i 个盒子是 的,而 boxes[i] 的值为 '1' 表示盒子里有 一个 小球。

在一步操作中,你可以将 一个 小球从某个盒子移动到一个与之相邻的盒子中。第 i 个盒子和第 j 个盒子相邻需满足 abs(i - j) == 1 。注意,操作执行后,某些盒子中可能会存在不止一个小球。

返回一个长度为 n 的数组 answer ,其中 answer[i] 是将所有小球移动到第 i 个盒子所需的 最小 操作数。

每个 answer[i] 都需要根据盒子的 初始状态 进行计算。

示例 1:

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输入:boxes = "110"
输出:[1,1,3]
解释:每个盒子对应的最小操作数如下:
1) 第 1 个盒子:将一个小球从第 2 个盒子移动到第 1 个盒子,需要 1 步操作。
2) 第 2 个盒子:将一个小球从第 1 个盒子移动到第 2 个盒子,需要 1 步操作。
3) 第 3 个盒子:将一个小球从第 1 个盒子移动到第 3 个盒子,需要 2 步操作。将一个小球从第 2 个盒子移动到第 3 个盒子,需要 1 步操作。共计 3 步操作。

示例 2:

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输入:boxes = "001011"
输出:[11,8,5,4,3,4]

提示:

  • n == boxes.length
  • 1 <= n <= 2000
  • boxes[i]'0''1'

2,初步思考

​ 直接使用数学模拟法
​ 暴力求解可以,但是时间复杂度为O(n^2)

​ 优化后的方法,划分左右两边分别有多少个球,遍历2遍即可,时间复杂度O(n)

3,代码处理

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package questions;

public class _1769移动所有球到每个盒子所需的最小操作数 {

// 优化解法:时间复杂度优化O(n),空间复杂度不变
public int[] minOperations_optimize(String boxes) {
char[] charArray = boxes.toCharArray();
int n = charArray.length;
int[] res = new int[n];
int left = 0, right = 0;
int sum = 0;
for (int i = 0; i < n; i++) {
if (charArray[i] == '1') {
right++;
sum += i + 1;// 存在一个虚拟的-1位点
}
}
for (int i = 0; i < n; i++) {
sum = sum + left - right;
if (charArray[i] == '1') {
left++;
right--;
}
res[i] = sum;
}
return res;
}

// 暴力求解
public int[] minOperations(String boxes) {
char[] charArray = boxes.toCharArray();
int n = charArray.length;
int[] res = new int[n];
for (int i = 0; i < n; i++) {
int sum = 0;
for (int j = 0; j < n; j++) {
if (charArray[j] == '1') {
sum += Math.abs(i - j);
}
}
res[i] = sum;
}
return res;
}

public static void main(String[] args) {
_1769移动所有球到每个盒子所需的最小操作数 minOperations = new _1769移动所有球到每个盒子所需的最小操作数();
// int[] ints = minOperations.minOperations_optimize("110");
int[] ints = minOperations.minOperations_optimize("001011");
for (int anInt : ints) {
System.out.print(anInt + " ");
}
}
}