📌  相关文章
📜  在给定的二进制字符串中将所有 1 组合在一起所需的最小跳转(1)

📅  最后修改于: 2023-12-03 15:08:05.371000             🧑  作者: Mango

在给定的二进制字符串中将所有 1 组合在一起所需的最小跳转

在二进制字符串中将所有 1 组合在一起所需的最小跳转是一个算法问题,可以使用动态规划解决。假设给定的二进制字符串为 s,我们可以先将其转换为一个数组 arr,表示每个位置是 0 还是 1。

算法介绍
状态定义

我们定义一个状态 dp[i],表示将 arr[i]arr[n-1] 中的所有 1 组合在一起所需的最小跳转,其中 n 是数组 arr 的长度。

状态转移方程

根据题意,状态转移方程可以表示为:

$$ dp[i] = \begin{cases} 0 & \text{ if } arr[i] = 0 \ 1 + \min_{j=i+1}^{n-1}{dp[j]} & \text{ if } arr[i] = 1 \end{cases} $$

也就是说,如果 arr[i] 是 0,那么将 arr[i] 与其余的 1 组合在一起不需要跳转,所以 dp[i]=0;如果 arr[i] 是 1,那么需要找到 arr[i] 右侧的所有 1 组合在一起所需的最小跳转,加上 1 就是 arr[i] 和其右侧的所有 1 组合在一起所需的最小跳转。

初始值

初始值为 dp[n-1] = arr[n-1],因为只有一个元素时,如果该元素是 1,那么需要跳转 1 次;如果该元素是 0,那么不需要跳转。

最终值

最终值为 dp[0],表示将 arr[0]arr[n-1] 中的所有 1 组合在一起所需的最小跳转。

代码实现

下面是实现该算法的 Python 代码片段:

def min_jumps(s: str) -> int:
    arr = [int(x) for x in s]
    n = len(arr)
    dp = [0] * n
    dp[n-1] = arr[n-1]
    for i in range(n-2, -1, -1):
        if arr[i] == 0:
            dp[i] = 0
        else:
            j = i + 1
            while j < n and arr[j] == 0:
                j += 1
            if j == n:
                dp[i] = 1
            else:
                dp[i] = 1 + dp[j]
    return dp[0]
性能分析

该算法的时间复杂度为 $O(n^2)$,空间复杂度为 $O(n)$,其中 $n$ 是数组 arr 的长度。算法的时间复杂度比较高,但是可以通过一些优化策略来提高性能,如记录每个位置右侧最近的 1 的位置,用二分查找代替线性查找等。在实际应用中,应根据具体情况进行选择。