Minimum Number of Swaps to Make the String Balanced

1963. Nombre minimum d'échanges pour équilibrer la chaîne

Difficulté :Moyen

Sujets : Deux pointeurs, chaîne, pile, gourmand

Vous recevez une chaîne indexée à 0 s de longueur pair n. La chaîne est composée de exactement n/2 parenthèses ouvrantes '[' et n/2 parenthèses fermantes ']'.

Une chaîne est dite équilibrée si et seulement si :

• C'est la chaîne vide, ou
• Il peut s'écrire AB, où A et B sont tous deux équilibrés cordes, ou
• Il peut être écrit sous la forme [C], où C est une chaîne équilibrée.

Vous pouvez échanger les parenthèses à n'importe quel deux indices n'importe quel nombre de fois.

Renvoyer le nombre minimum de swaps pour réaliser des s équilibrés.

Exemple 1 :

• Entrée : s = "][]["
• Sortie : 1
• Explication : Vous pouvez équilibrer la chaîne en échangeant l'index 0 avec l'index 3.
  • La chaîne résultante est "[[]]".

Exemple 2 :

• Entrée : s = "]]][[["
• Sortie : 2
• Explication : Vous pouvez procéder comme suit pour équilibrer la chaîne :
  • Échangez l'index 0 avec l'index 4. s = "[]][][".
  • Échangez l'index 1 avec l'index 5. s = "[[][]]".
  • La chaîne résultante est "[[][]]".

Exemple 3 :

• Entrée : s = "[]"
• Sortie : 0
• Explication : La corde est déjà équilibrée.

Contraintes :

• n == s.length
• 2 6
• n est pair.
• s[i] est soit '[' ou ']'.
• Le nombre de parenthèses ouvrantes '[' est égal à n/2, et le nombre de parenthèses fermantes ']' est égal à n/2.

Indice :

1. Parcourez la chaîne et gardez une trace du nombre de parenthèses d'ouverture et de fermeture à chaque étape.
2. Si le nombre de parenthèses fermantes est toujours plus grand, vous devez effectuer un échange.
3. Échangez-le avec le support d'ouverture le plus proche de la fin de s.

Solution :

Nous pouvons utiliser une approche à deux points, qui est efficace compte tenu des contraintes.

Approche:

1. Suivi de l'équilibre : au fur et à mesure que nous parcourons la chaîne, nous pouvons suivre l'équilibre entre les parenthèses d'ouverture et de fermeture :

   • Incrémentez le solde lorsque vous rencontrez '['.
   • Décrémentez le solde lorsque vous rencontrez ']'.

2. Identifier le déséquilibre : Lorsque le solde devient négatif, cela indique qu'il y a plus de parenthèses fermantes ']' que de parenthèses ouvrantes '[' à ce stade de la chaîne. C'est là que nous devons échanger les crochets pour équilibrer la corde.

3. Compter les Swaps : Pour corriger un déséquilibre :

   • Gardez un compteur max_imbalance pour suivre le déséquilibre maximum observé lors de l'itération.
   • Le nombre de swaps requis est égal à (max_imbalance 1) / 2, ce qui donne effectivement le nombre minimum de swaps nécessaires pour équilibrer la chaîne.

Implémentons cette solution en PHP : 1963. Nombre minimum d'échanges pour équilibrer la chaîne

<?php /**
 * @param String $s
 * @return Integer
 */
function minSwaps($s) {
    ...
    ...
    ...
    /**
     * go to ./solution.php
     */
}

// Example usage:
$s1 = "][][";
echo minSwaps($s1); // Output: 1

$s2 = "]]][[[";
echo minSwaps($s2); // Output: 2

$s3 = "[]";
echo minSwaps($s3); // Output: 0
?>

Explication:

1. Suivi du solde :

   • le solde garde une trace de la différence entre le nombre de '[' et ']'.
   • Si le solde devient négatif, cela indique qu'il y a plus de ']' que de '[' à ce stade.

2. Calculer le déséquilibre maximum :

   • max_imbalance stocke le plus gros déséquilibre rencontré lors de l'itération.
   • Si le solde devient négatif, mettez à jour max_imbalance avec le plus grand de max_imbalance ou -balance.

3. Calculer les échanges :

   • Pour corriger un déséquilibre, le swap minimum requis est de (max_imbalance 1) / 2.

Complexité temporelle :

• La complexité temporelle est O(n), où n est la longueur de la chaîne. Nous parcourons la chaîne une fois pour déterminer le max_imbalance.
• La complexité spatiale est O(1) car nous utilisons quelques variables pour suivre l'équilibre et le déséquilibre maximal.

Cette solution garantit que nous respectons les contraintes, même pour des intrants importants.

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