LeetCode探索(146):801-使序列递增的最小交换次数

110 阅读1分钟

持续创作,加速成长!这是我参与「掘金日新计划 · 10 月更文挑战」的第11天,点击查看活动详情

题目

我们有两个长度相等且不为空的整型数组 nums1nums2 。在一次操作中,我们可以交换 nums1[i]nums2[i]的元素。

  • 例如,如果 nums1 = [1,2,3,8]nums2 =[5,6,7,4] ,你可以交换 i = 3 处的元素,得到 nums1 =[1,2,3,4]nums2 =[5,6,7,8]

返回 使 nums1nums2 严格递增 所需操作的最小次数

数组 arr 严格递增arr[0] < arr[1] < arr[2] < ... < arr[arr.length - 1]

注意:

  • 用例保证可以实现操作。

示例 1:

输入: nums1 = [1,3,5,4], nums2 = [1,2,3,7]
输出: 1
解释: 
交换 A[3]B[3] 后,两个数组如下:
A = [1, 3, 5, 7]B = [1, 2, 3, 4]
两个数组均为严格递增的。

示例 2:

输入: nums1 = [0,3,5,8,9], nums2 = [2,1,4,6,9]
输出: 1

提示:

  • 2 <= nums1.length <= 10^5
  • nums2.length == nums1.length
  • 0 <= nums1[i], nums2[i] <= 2 * 10^5

思考

本题难度复杂。

首先是读懂题意。给出两个长度相等且不为空的整型数组 nums1nums2 。在一次操作中,我们可以交换 nums1[i]nums2[i]的元素。最终返回 使 nums1nums2 严格递增 所需操作的最小次数

我们可以使用动态规划来解题。定义dp[i][j]表示在数组索引 i 处选择互换或者不互换时的操作总次数,其中 i 表示数组nums1和nums2的位置索引为i,j 只有两类值:0表示不交换,1表示交换。那么,dp[i][0] 表示在nums1[i]和nums2[i]位置处,如果不交换位置的话,当前累积的操作次数。dp[i][1] 表示在nums1[i]和nums2[i]位置处,如果交换位置的话,当前累积的操作次数。

首先,初始化数组。第1个位置,如果不进行交换,那么累积操作次数等于0,即dp[0][0]=0;如果进行交换,那么累积操作次数等于1,即 dp[0][1]=1

有以下几种情况:

nums1与nums2递增且互换后也递增,比如 2 5、3 6。

nums1与nums2递增但互换后不递增,比如 2 5、6 7。

nums1与nums2不递增,比如 5 9、7 6。

这几种情况下,分别求出 dp[i][0]dp[i][1]的值。最后,返回dp[*nums1*.length - 1][0]dp[*nums1*.length - 1][1]中的最小值即可。

解答

方法一:动态规划

/**
 * @param {number[]} nums1
 * @param {number[]} nums2
 * @return {number}
 */
var minSwap = function(nums1, nums2) {
  let dp = new Array(nums1.length).fill(0).map(() => new Array(2).fill(0))
  dp[0] = [0, 1]
  for (let i = 1; i < nums1.length; i++) {
    let a1 = nums1[i - 1], a2 = nums1[i], b1 = nums2[i - 1], b2 = nums2[i]
    if ((a1 < a2 && b1 < b2) && (b1 < a2 && a1 < b2)) {
      dp[i][0] = Math.min(dp[i - 1][0], dp[i - 1][1])
      dp[i][1] = dp[i][0] + 1
    } else if (a1 < a2 && b1 < b2) {
      dp[i][0] = dp[i - 1][0]
      dp[i][1] = dp[i - 1][1] + 1
    } else {
      dp[i][0] = dp[i - 1][1]
      dp[i][1] = dp[i - 1][0] + 1
    }
  }
  return Math.min(dp[nums1.length - 1][0], dp[nums1.length - 1][1])
}

复杂度分析:

  • 时间复杂度:O(n),其中 n 为数组 nums1 和 nums2 的长度。
  • 空间复杂度:O(2n)。

参考