2026-05-14:使二进制字符串相等的最小成本。用go语言,给定两个长度为 n 的二进制字符串 s 和 t,以及三个正整数 flipCost、swa…

网易专栏1周前发布 nxnqh
15 0 0

🤖 AI总结

主题

使用Go、Python、C++实现二进制字符串相等的最小成本算法

摘要

本文通过统计二进制字符串不匹配类型,计算翻转、同串交换、跨串交换三种操作组合的最小成本,并给出Go、Python、C++完整实现。

关键信息

  • 1 统计不匹配类型A和B
  • 2 计算三种操作组合的最小成本
  • 3 提供了完整的多语言代码实现

2026-05-14:使二进制字符串相等的最小成本。用go语言,给定两个长度为 n 的二进制字符串 s 和 t,以及三个正整数 flipCost、swapCost、crossCost。
你可以对 s、t 进行任意多次操作(操作顺序不限),目标是让最终的 s 与 t 完全相同。
允许的操作为:

1. 翻转操作:任选一个位置 i,把 s[i] 或 t[i] 的比特取反(0 变 1,1 变 0)。该操作花费 flipCost。

  • 2. 同串交换:任选两个不同位置 i、j,将 s[i] 与 s[j 对调,或将 t[i] 与 t[j 对调。该操作花费 swapCost。

  • 3. 跨串交换:任选一个位置 i,交换 s[i] 与 t[i]。该操作花费 crossCost。

    求:使 s 与 t 相等所需的最小总成本。

    n == s.length == t.length。

    1 <= n <= 100000。

    1 <= flipCost, swapCost, crossCost <= 1000000000。

    s 和 t 仅由字符 ‘0’ 和 ‘1’ 组成。

    输入: s = “01000”, t = “10111”, flipCost = 10, swapCost = 2, crossCost = 2。

    输出: 16。

    解释:

    我们可以执行以下操作:

    交换 s[0] 和 s[1](swapCost = 2)。操作后,s = “10000”,t = “10111”。

    交换 s[2] 和 t[2](crossCost = 2)。操作后,s = “10100”,t = “10011”。

    交换 s[2] 和 s[3](swapCost = 2)。操作后,s = “10010”,t = “10011”。

    翻转 s[4](flipCost = 10)。操作后,s = t = “10011”。

    总成本为 2 + 2 + 2 + 10 = 16。

    题目来自力扣3800。

    分步详细过程 第一步:统计核心问题类型(最关键的一步)

    我们的目标是让st每一位都完全相同,首先要逐位对比两个字符串,统计所有不匹配的位置类型,这是所有计算的基础。

    二进制字符只有01,两个字符串对位对比,只会出现4种情况:

    1.s[i]=0,t[i]=0:完全匹配,无需处理

  • 2.s[i]=1,t[i]=1:完全匹配,无需处理

  • 3.s[i]=0,t[i]=1:定义为类型A不匹配(记总数量为a

  • 4.s[i]=1,t[i]=0:定义为类型B不匹配(记总数量为b

    代入输入示例统计

    输入:s=01000t=10111
    逐位对比:
    第0位:0 vs 1 → 类型A
    第1位:1 vs 0 → 类型B
    第2位:0 vs 1 → 类型A
    第3位:0 vs 1 → 类型A
    第4位:0 vs 1 → 类型A
    最终统计结果:
    a=4(4个0→1不匹配),b=1(1个1→0不匹配)
    为了方便计算,我们统一让a ≤ b,调整后:a=1,b=4

    第二步:明确三种核心修复方案(仅针对不匹配位)

    所有不匹配的位置,只能通过翻转、同串交换、跨串交换三种操作修复。
    代码中计算了三种最优的组合方案成本,最终取最小值就是答案。

    方案1:纯翻转操作(最简单的暴力方案)

    规则:对每一个不匹配的位置,单独执行翻转操作(改s或改t都可以),直到匹配。

    • 总不匹配位数 = a + b

  • • 总成本 = (a + b) × 翻转成本

    代入示例计算:
    总不匹配位数=1+4=5,翻转成本=10
    总成本=5×10=50

    方案2:同串交换 + 剩余翻转

    规则:

    1.同串交换:只能修复数量相等的类型A和类型B不匹配(交换后直接让两组位置都匹配),最多能交换a次(因为a≤b)

  • 2.剩余不匹配:交换后剩下的b-a个类型B不匹配,只能用翻转操作修复

    • 交换成本 = a × 同串交换成本

  • • 翻转成本 = (b – a) × 翻转成本

  • • 总成本 = 交换成本 + 翻转成本

    代入示例计算:
    a=1,b=4,同串交换成本=2,翻转成本=10
    交换成本=1×2=2
    翻转成本=(4-1)×10=30
    总成本=2+30=32

    方案3:跨串交换 + 同串交换 + 剩余翻转(最优方案,示例答案来源)

    规则:这是组合操作的最优解,利用跨串交换处理成对的不匹配,结合同串交换,最后处理剩余单个不匹配:

    1. 总不匹配对数:total = a + b

  • 2. 成对处理:用跨串交换+同串交换组合修复total/2对不匹配

  • 3. 剩余单个:如果总数量是奇数,最后剩1个不匹配,用翻转修复

    • 核心成本 = 成对数量×同串交换成本 + 差值×跨串交换成本

  • • 剩余成本 = 奇数个时×翻转成本

  • • 总成本 = 核心成本 + 剩余成本

    代入示例计算:
    total=5,成对数量=2,剩余1个;跨串成本=2,同串成本=2,翻转成本=10
    核心成本=2×2 + (2-1)×2 = 4+2=6
    剩余成本=1×10=10
    总成本=6+10=16

    第三步:选取最小成本

    我们得到三种方案的成本:
    方案1:50 → 方案2:32 → 方案3:16
    最终最小成本=16,和题目示例输出完全一致。

    补充:三种操作的作用理解(辅助理解)

    1.翻转操作:万能操作,单个位置修复,成本固定

  • 2.同串交换:批量修复一对不同类型的不匹配,比两次翻转更便宜

  • 3.跨串交换:对位交换st的字符,配合交换能高效处理批量不匹配

    时间复杂度 & 额外空间复杂度 1. 时间复杂度

    • 核心操作:逐位遍历一次字符串,统计不匹配类型,遍历长度为n

  • • 后续计算:都是固定次数的数学运算(常数时间)

  • • 总时间复杂度:O(n)
    (线性时间,处理10万长度的字符串也能高效运行)

    2. 额外空间复杂度

    • 仅使用了固定大小的变量:统计用的2×2数组、a/b/res1/res2/res3等变量

  • • 无论输入字符串长度n是多少,占用的额外空间都不会变化

  • • 总额外空间复杂度:O(1)
    (常数空间,几乎不占用额外内存)

    总结

    1. 核心流程:统计不匹配类型 → 计算三种操作组合成本 → 取最小值

  • 2. 示例中通过「交换+跨串交换+翻转」的组合得到最低成本16

  • 3. 时间复杂度O(n),空间复杂度O(1),完美适配题目最大数据规模

    Go完整代码如下:

    package main

    import (
    "fmt"
    )

    func minimumCost(s, t string, flipCost, swapCost, crossCost int)int64 {
    cnt := [2][2]int{}
    for i, ch := range s {
    cnt[ch&1][t[i]&1]++
    }

    a := cnt[0][1]
    b := cnt[1][0]
    if a > b {
    a, b = b, a
    }

    res1 := (a + b) * flipCost
    res2 := a*swapCost + (b-a)*flipCost
    avg := (a + b) / 2
    res3 := (avg-a)*crossCost + avg*swapCost + (a+b)%2*flipCost
    returnint64(min(res1, res2, res3))
    }

    func main() {
    s := "01000"
    t := "10111"
    flipCost := 10
    swapCost := 2
    crossCost := 2
    result := minimumCost(s, t, flipCost, swapCost, crossCost)
    fmt.Println(result)
    }

    2026-05-14:使二进制字符串相等的最小成本。用go语言,给定两个长度为 n 的二进制字符串 s 和 t,以及三个正整数 flipCost、swa...

    Python完整代码如下:

    # -*-coding:utf-8-*-

    def minimumCost(s: str, t: str, flipCost: int, swapCost: int, crossCost: int) -> int:
    cnt = [[0, 0], [0, 0]]
    for sc, tc in zip(s, t):
    cnt[ord(sc) & 1][ord(tc) & 1] += 1

    a = cnt[0][1]
    b = cnt[1][0]
    if a > b:
    a, b = b, a

    res1 = (a + b) * flipCost
    res2 = a * swapCost + (b - a) * flipCost
    avg = (a + b) // 2
    res3 = (avg - a) * crossCost + avg * swapCost + (a + b) % 2 * flipCost
    return min(res1, res2, res3)

    if __name__ == "__main__":
    s = "01000"
    t = "10111"
    flipCost = 10
    swapCost = 2
    crossCost = 2
    result = minimumCost(s, t, flipCost, swapCost, crossCost)
    print(result)

    2026-05-14:使二进制字符串相等的最小成本。用go语言,给定两个长度为 n 的二进制字符串 s 和 t,以及三个正整数 flipCost、swa...

    C++完整代码如下:

      
    


    using namespace std;

    long long minimumCost(string s, string t, int flipCost, int swapCost, int crossCost) {
    int cnt[2][2] = {{0, 0}, {0, 0}};
    for (size_t i = 0; i < s.length(); i++) {
    cnt[s[i] & 1][t[i] & 1]++;
    }

    int a = cnt[0][1];
    int b = cnt[1][0];
    if (a > b) {
    swap(a, b);
    }

    long long res1 = (a + b) * flipCost;
    long long res2 = a * swapCost + (b - a) * flipCost;
    int avg = (a + b) / 2;
    long long res3 = (avg - a) * crossCost + avg * swapCost + (a + b) % 2 * flipCost;
    return min({res1, res2, res3});
    }

    int main() {
    string s = "01000";
    string t = "10111";
    int flipCost = 10;
    int swapCost = 2;
    int crossCost = 2;
    long long result = minimumCost(s, t, flipCost, swapCost, crossCost);
    cout << result << endl;
    return0;
    }

    2026-05-14:使二进制字符串相等的最小成本。用go语言,给定两个长度为 n 的二进制字符串 s 和 t,以及三个正整数 flipCost、swa...

    我们相信人工智能为普通人提供了一种“增强工具”,并致力于分享全方位的AI知识。在这里,您可以找到最新的AI科普文章、工具评测、提升效率的秘籍以及行业洞察。 欢迎关注“福大大架构师每日一题”,发消息可获得面试资料,让AI助力您的未来发展。

    © 版权声明

    相关文章