我正在尝试一个问题,我们给出了长度为N(<10 ^ 5)的二进制字符串,并且我们可以准确地将X(&lt; 10 ^ 5)翻转,我们被问到有多少不同的字符串是可能?我不知道这个,虽然它可以使用dp解决,但不能带来递归。 Plz帮助?
实施例: 考虑N = 3,11 1和X = 2的二进制字符串 应用2次翻转后可以形成的新二进制字符串 1 1 1(翻转第一/第二/第三位两次) 0 0 1(翻转第一和第二位) 1 0 0(翻转第2和第3位) 0 1 0(翻转第1和第3位)
答案 0 :(得分:3)
查找X-flipped字符串
考虑例如N = 10,X = 4且初始字符串为:
的情况initial: 0011010111
那么这将是一个X翻转字符串的例子:
flipped: 0000111111
因为4位不同。如果您对两个字符串进行异或,则得到:
initial: 0011010111
flipped: 0000111111
XOR-ed: 0011101000
其中XOR-ed字符串中的4个设置位(1)表示已被翻转的4位的位置。
现在想一想这个。如果你有一个初始字符串和一个包含4个设置位的字符串,那么你可以通过对它们进行异或来生成一个X-flipped字符串:
initial: 0011010111
4 bits : 0011101000
XOR-ed: 0000111111
因此,如果您使用X设置位生成长度为N的每个二进制字符串,并使用初始字符串对这些字符串进行异或,则会获得所有X翻转字符串。
initial 4 bits XOR-ed
0011010111 0000001111 0011011000
0000010111 0011000000
0000100111 0011110000
...
1110010000 1101000111
1110100000 1101110111
1111000000 1100010111
生成具有X个设置位的所有N长度字符串可以例如完成。与Gosper's Hack。在下面的代码示例中,我使用了反向词典顺序函数,我最初为this answer编写。
翻转
如果位可以翻转两次,则X翻转的字符串可能没有X位与初始字符串不同,但只有X-2,因为一个位被翻转然后翻转回其原始状态。或者X-4,如果该位被翻转4次,或者两个不同的位被翻转两次。实际上,不同位的数量可以是X,X-2,X-4,X-6 ......低至1或0(取决于X是奇数还是偶数)。
因此,要生成所有X翻转的字符串,您将生成所有具有X个翻转位的字符串,然后是所有具有X-2翻转位的字符串,然后是X-4,X-6 ...降至1或0。 / p>
如果X&gt; N
如果X大于N,那么显然有些位将被翻转多次。生成它们的方法是相同的:从X开始,向下计数到X-2,X-4,X-6 ......但只生成值≤N的字符串。所以实际上,从N或N开始1,取决于XN是偶数还是奇数。
字符串总数
具有X个翻转位的N长度字符串的数量等于具有X个设置位的N长度字符串的数量,即Binomial Coefficient N choose X
。当然你必须考虑X-2,X-4,X-6 ......翻转的字符串,所以总数是:
(N选择X)+(N选择X-2)+(N选择X-4)+(N选择X-6)+ ... +(N选择(1或0))
如果X大于N,则从N choose N
或N choose N-1
开始,具体取决于X-N是偶数还是奇数。
对于N = 3且X = 2的示例,总数为:
(3 choose 2) + (3 choose 0) = 3 + 1 = 4
对于上面的示例,N = 10且X = 4,总数为:
(10 choose 4) + (10 choose 2) + (10 choose 0) = 210 + 45 + 1 = 256
对于N = 6和X = 4的另一个答案的例子,正确的数字是:
(6 choose 4) + (6 choose 2) + (6 choose 0) = 15 + 15 + 1 = 31
示例代码
此JavaScript代码段以反向字典顺序生成二进制字符串序列(以便设置位从左向右移动),然后打印出生成的翻转字符串和上述示例的总计数:
function flipBits(init, x) {
var n = init.length, bits = [], count = 0;
if (x > n) x = n - (x - n) % 2; // reduce x if it is greater than n
for (; x >= 0; x -= 2) { // x, x-2, x-4, ... down to 1 or 0
for (var i = 0; i < n; i++) bits[i] = i < x ? 1 : 0; // x ones, then zeros
do {++count;
var flip = XOR(init, bits);
document.write(init + " ⊕ " + bits + " → " + flip + "<br>");
} while (revLexi(bits));
}
return count;
function XOR(a, b) { // XOR's two binary arrays (because JavaScript)
var c = [];
for (var i = 0; i < a.length; i++) c[i] = a[i] ^ b[i];
return c;
}
function revLexi(seq) { // next string in reverse lexicographical order
var max = true, pos = seq.length, set = 1;
while (pos-- && (max || !seq[pos])) if (seq[pos]) ++set; else max = false;
if (pos < 0) return false;
seq[pos] = 0;
while (++pos < seq.length) seq[pos] = set-- > 0 ? 1 : 0;
return true;
}
}
document.write(flipBits([1,1,1], 2) + "<br>");
document.write(flipBits([0,0,1,1,0,1,0,1,1,1], 4) + "<br>");
document.write(flipBits([1,1,1,1,1,1], 4) + "<br>");
&#13;
答案 1 :(得分:0)
这是在c#中。看看它是否有帮助。
static class Program
{
static void Main(string[] args)
{
string bnryStr = "111111";
int x = 4;
//here in this string merely the poistions of the binary string numbers are placed
//if the binary string is "1111111", this fakeStr will hold "0123456"
string fakeStr = String.Empty;
for (int i = 0; i < bnryStr.Length; i++)
{
fakeStr += i.ToString();
}
char[] arr = fakeStr.ToCharArray();
// gets all combinations of the input string altered in x ways
IEnumerable<IEnumerable<char>> result = Combinations(arr, x);
// this holds all the combinations of positions of the binary string at which flips will be made
List<string> places = new List<string>();
foreach (IEnumerable<char> elements in result)
{
string str = string.Empty;
foreach (var item in elements)
{
str += item;
}
places.Add(str);
}
List<string> results = GetFlippedCombos(bnryStr, places);
Console.WriteLine("The number of all possible combinations are: " + results.Count);
foreach (var item in results)
{
Console.WriteLine(item);
}
Console.Read();
}
/// <summary>
/// Gets a list of flipped strings
/// </summary>
/// <param name="bnryStr">binary string</param>
/// <param name="placeList">List of strings containing positions of binary string at which flips will be made</param>
/// <returns>list of all possible combinations of flipped strings</returns>
private static List<string> GetFlippedCombos(string bnryStr, List<string> placeList)
{
List<string> rtrnList = new List<string>();
foreach (var item in placeList)
{
rtrnList.Add(Flip(bnryStr, item));
}
return rtrnList;
}
/// <summary>
/// Flips all the positions (specified in 'places') of a binary string from 1 to 0 or vice versa
/// </summary>
/// <param name="bnryStr">binary string</param>
/// <param name="places">string holding the position values at which flips are made</param>
/// <returns>a flipped string</returns>
private static string Flip(string bnryStr, string places)
{
StringBuilder str = new StringBuilder(bnryStr);
foreach (char place in places)
{
int i = int.Parse(place.ToString());
char ch = str[i];
str.Replace(ch, '0' == ch ? '1' : '0', i, 1);
}
return str.ToString();
}
/// <summary>
/// Gets all combinations of k items from a collection with n elements
/// </summary>
/// <param name="elements">collection having n elements</param>
/// <param name="k">no of combinations</param>
/// <returns>all possible combinations of k items chosen from n elements</returns>
private static IEnumerable<IEnumerable<T>> Combinations<T>(this IEnumerable<T> elements, int k)
{
if (k == 0)
{
return new[] { new T[0] };
}
else
{
IEnumerable<T> elements1 = elements as IList<T> ?? elements.ToList();
IEnumerable<IEnumerable<T>> enumerable = elements1.SelectMany((e, i) =>
{
IEnumerable<T> enumerable1 = elements as IList<T> ?? elements1.ToList();
return enumerable1.Skip(i + 1).Combinations(k - 1).Select(c => (new[] { e }).Concat(c));
});
return enumerable;
}
}
}
Result:
Binary String: 111111
No. of Flips: 4
The number of all possible combinations are: 15
000011
000101
000110
001001
001010
001100
010001
010010
010100
011000
100001
100010
100100
101000
110000