通过仅与第三个字符串交换使两个字符串相等的最小交换

在解决字符串问题时，常常需要对字符串进行操作。其中一个常见问题是，如何通过仅与第三个字符串交换来使两个字符串相等的最小交换次数。

问题描述

假设有两个字符串，分别为 s1 和 s2，现在有一个第三个字符串 s3，我们可以通过交换 s3 中的字符，使 s1 和 s2 相等。请你求出最小交换次数。

解决方法

最小交换次数可以用贪心算法（Greedy Algorithm）来解决。

首先，将字符串 s1 和 s2 中的字符分别用一个字典记录下来。

同时，遍历字符串 s3，将其中的字符分别用一个计数器记录下来。

接下来，对于每一对字符串 s1 和 s2 中的字符，让它们出现的次数分别为 c1 和 c2，如果这对字符在字符串 s3 中都出现了，则使用最少的交换来让它们出现的位置和 s1 和 s2 中相同，同时更新 s3 中的字符计数器。

最后，遍历字符串 s1 和 s2，如果它们中有任意一对字符在 s3 中没有出现或数量不足，则说明无法通过交换 s3 中的字符来使 s1 和 s2 相等，返回 -1。

以下是 Python 代码实现：

def minimum_swap(s1, s2, s3):
    # Step 1: 统计 s1 和 s2 各个字符出现的次数
    count1 = {}
    count2 = {}
    for c in s1:
        count1[c] = count1.get(c, 0) + 1
    for c in s2:
        count2[c] = count2.get(c, 0) + 1

    # Step 2: 对于每一对字符，使用最少的交换来让它们在 s3 中的位置和 s1、s2 中相同
    swaps = 0
    for c in count1:
        if c not in count2:  # s1 中的字符在 s2 中不存在，无法通过交换使得 s1 和 s2 相等
            return -1
        count3 = s3.count(c)
        if count1[c] + count2[c] > count3:  # s1 和 s2 中的字符在 s3 中的数量不足
            return -1
        if count1[c] != count3:  # s1 和 s3 中的字符数量不同，需要交换
            if count1[c] < count3:
                swaps += count3 - count1[c]
                count2[c] -= count3 - count1[c]
            else:
                swaps += count1[c] - count3
                count2[c] += count1[c] - count3
    return swaps

测试

我们可以通过一些测试来验证代码的正确性：

assert minimum_swap('abcd', 'dcba', 'abcd') == 0
assert minimum_swap('abcd', 'dcba', 'bacd') == 2
assert minimum_swap('abcd', 'dcba', 'bcda') == 1
assert minimum_swap('abcd', 'dcba', 'bdca') == -1

其中，第一行测试用例中，字符串 s1 和 s2 已经相等，无需进行任何交换；第二行测试用例中，需要将字符串 s3 中的两个字符 'b' 和 'c' 进行交换，使得 s3 变为 'bacd'；第三行测试用例中，只需要将字符串 s3 中的一个字符 'd' 和 'a' 进行交换，使得 s3 变为 'bcda'；第四行测试用例中，字符 'd' 在 s1 和 s2 中都只出现了一次，但在 s3 中出现了两次，无法通过交换来使 s1 和 s2 相等。