生成0和1的连续子串所需的最小翻转

介绍

在某些情况下，需要将一个0和1交替出现的字符串转换为另一个只包含0和1的字符串，但需要保持原来的顺序。例如，将"0010110010"变为"0100100101"，只能通过翻转一些子串来实现。本文将介绍如何生成0和1的连续子串所需的最小翻转。

解法

首先，需要找到需要翻转的子串。如果0和1的数量相等，那么需要翻转的子串肯定是连续个数的区间。例如，在字符串"0010110010"中，0和1的数量都是5，因此最短的翻转子串一定是"00101"或"01001"。

如果0和1的数量不相等，那么就需要先找出哪一种数字的数量更多，并计算它们的差值。然后，将数值较多的数字转换成另一种数字，如将"0"转换为"1"或将"1"转换为"0"，直到两种数字的数量相等。然后，就可以按照上面的方法找到需要翻转的子串。

在找到需要翻转的子串之后，可以使用双指针法将其翻转。具体来说，定义两个指针i和j，分别指向需要翻转的子串的开头和结尾。然后，交换i和j指向的字符，并将i向后移动一位，将j向前移动一位。重复这个过程，直到i和j相遇为止。

代码实现

以下是一个使用Python实现的示例代码：

def min_flip(s: str) -> int:
    n = len(s)

    # 统计0和1的数量
    cnt0 = cnt1 = 0
    for c in s:
        if c == "0":
            cnt0 += 1
        else:
            cnt1 += 1

    # 翻转的前提条件：0和1的数量不相等
    if cnt0 != cnt1:

        # 计算需要翻转的数量
        diff = abs(cnt0 - cnt1)

        # 确定需要翻转的数字
        if cnt0 > cnt1:
            target = "1"
        else:
            target = "0"

        # 找到需要翻转的子串
        i, j = 0, 0
        while j < n:
            if s[j] == target:
                diff -= 1
            if diff < 0:
                break
            j += 1

        # 计算翻转次数
        if cnt0 > cnt1:
            return cnt1 + (j - i)
        else:
            return cnt0 + (j - i)

    # 0和1的数量相等，找到连续的子串
    i = 0
    res = 0
    for j in range(n):
        if j == n - 1 or s[j] != s[j + 1]:
            length = j - i + 1
            if length > 1:
                res += length // 2
            i = j + 1

    return res

上述代码中，函数min_flip接受一个字符串参数并返回翻转次数。如果字符串中0和1的数量相等，那么直接计算连续子串的长度即可。如果数量不相等，则需要按照上述解法来找到翻转的区间，并计算翻转次数。由于只需要遍历一遍字符串，时间复杂度为O(n)。