算法题-交换字符使得字符串相同

LeetCode：交换字符使得字符串相同

有两个长度相同的字符串 s1 和 s2，且它们其中 只含有 字符 "x" 和 "y"，你需要通过「交换字符」的方式使这两个字符串相同。

每次「交换字符」的时候，你都可以在两个字符串中各选一个字符进行交换。

交换只能发生在两个不同的字符串之间，绝对不能发生在同一个字符串内部。也就是说，我们可以交换 s1[i] 和 s2[j]，但不能交换 s1[i] 和 s1[j]。

最后，请你返回使 s1 和 s2 相同的最小交换次数，如果没有方法能够使得这两个字符串相同，则返回 -1 。

示例 1：

输入： s1 = "xx", s2 = "yy"
输出： 1
解释： 交换 s1[0] 和 s2[1]，得到 s1 = "yx"，s2 = "yx"。

示例 2：

输入： s1 = "xy", s2 = "yx"
输出： 2
解释： 交换 s1[0] 和 s2[0]，得到 s1 = "yy"，s2 = "xx" 。
交换 s1[0] 和 s2[1]，得到 s1 = "xy"，s2 = "xy" 。
注意，你不能交换 s1[0] 和 s1[1] 使得 s1 变成 "yx"，因为我们只能交换属于两个不同字符串的字符。

示例 3：

输入： s1 = "xx", s2 = "xy"
输出： -1

提示：

• 1 <= s1.length, s2.length <= 1000
• s1.length == s2.length
• s1, s2 只包含 'x' 或 'y'。

解题思路

题目描述中的示例1和示例2，分别代表两种交换的情况，即 xx 和 yy，以及 xy 和 yx。 示例1可以用一次交换实现不同位数减2，示例2需要用两次交换实现不同位数减2. 明显示例1效率更高，因此应该尽量用示例一的方式。 s1和s2中的字符，如果同一位置相等，不影响最后结果，可忽略。 不同的情况，如果s1[i]为x，s2[i]为y，是一种情况，我们可记为xy；另一种情况可记为yx。 当xy和yx都为偶数时，可以组成几个xxx和几个yyy的形式，这是既可以用示例一的方式了； 如果为奇数，可以先把偶数的部分使用示例一进行交换，再把剩下的部分用示例而进行交换。

求奇数、偶数和除以2的部分，都可以用位运算加速。

要求出最小的使得两个字符串都相等的交换次数，两个字符串中都只含有 x 和 y， 两个字符串中字符不同的可能情况只有 s1[i] = 'x' , s2[i] ='y' 或 s1[i] = 'y' , s2[i] ='x' 两种情况，

• 为了求得最小交换次数，优先将按示例一的情况，凑出连续不同的情况
• 针对两种情况计数模2后的结果
  • 判断是否能够使得两个字符串通过交换获得相同字符顺序，进一步补齐示例二的情况

解题代码

public int minimumSwap(String s1, String s2) {
    int xy = 0, yx = 0;
    int n = s1.length();
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        if (s1.charAt(i) == 'x' && s2.charAt(i) == 'y')
            xy++;
        else if (s1.charAt(i) == 'y' && s2.charAt(i) == 'x')
            yx++;
    }
    if (((xy + yx) & 1) == 1) return -1;
    return (xy >> 1) + (yx >> 1) + (xy & 1) + (yx & 1);
}

运行结果

复杂度详情

• 空间复杂度：$O(1)$
• 时间复杂度：$O(n)$

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