Python 将字符串转换为另一个字符串所需的最小操作次数

给定两个字符串A和B，任务是将字符串A转换为字符串B（如果可能）。只允许执行一种操作，即从A中选择任意字符并将其插入到前面。检查是否可能转换该字符串。如果可以，则输出转换所需的最小操作次数。

输入输出场景

假设我们有两个字符串A和B，分别为”ABD”和”BAD”，将第一个字符串转换为后一个字符串所需的操作次数为1，即交换前两个字符。

输入

A = "ABD", B = "BAD"

输出

1

考虑另一种情况

输入

A = "EACBD", B = "EABCD"

输出

3

将A转换为B的操作：

• 将B放在前面，EACBD => BEACD
• 将A放在前面，BEACD => ABECD
• 将E放在前面，ABECD => EABCD

Python实现

以下是Python的实现：

示例

def transformString(A, B):
    if len(A) != len(B):
        return -1    
    count = 0
    i = len(A) - 1
    j = len(B) - 1

    while i >= 0 and j >= 0:
        if A[i] == B[j]:
            i -= 1
            j -= 1
        else:
            count += 1
            i -= 1    
    return count
A = "Hello Welcome to Tutorialspoint    "
B = "Tutorialspoint simply easy learning"
print("Operations Required: ", transformString(A, B))  

A = "EACBD"
B = "EABCD"
print("Operations Required: ", transformString(A, B))

输出

Operations Required:  35
Operations Required:  3

方法

让我们了解上述程序调试的方法

• 函数最初确定A和B的长度是否相等。如果它们不相等，函数返回-1，因为不可能通过在开头添加字母将A改变为B。

• 当A和B的长度相同时，函数初始化两个指针i和j，分别指向A和B的末尾，并初始化变量count为0。

• 然后，函数开始一个while循环，只要i和j都为非负值，就会继续执行。

• 在while循环中，函数检查A[i]处的字符是否等于B[j]处的字符。如果它们相等，函数将同时将i和j减1，实际上跳过了这些字符。

• 如果字符不相等，函数将count增加1，将i减1，实际上在A的前面“插入”了A[i]处的字符。

• 然后，函数确定在while循环终止后j是否为负数。如果是，表示B中的所有字符都与A中的对应字符匹配，count的值反映了将A改变为B所需的最少插入次数。函数返回count。

• 如果j不是负数，则不可能通过在前面添加字符将A改变为B，因为B仍然包含未匹配的字符。当无法转换时，函数返回-1。

Java实现

以上代码的Java实现

示例

import java.util.*;

public class Demo{
   public static int transformString(String A, String B) {
   if (A.length() != B.length()) {
      return -1;
   }
   int count = 0;
   int i = A.length() - 1;
   int j = B.length() - 1;

   while (i >= 0 && j >= 0) {
      if (A.charAt(i) == B.charAt(j)) {
         i--;
         j--;
      } else {
         count++;
         i--;
      }
   }
      return count;
   }

   public static void main(String[] args) {
      String A = "Hello Welcome to Tutorialspoint    ";
      String B = "Tutorialspoint simply easy learning";
      int result = transformString(A, B);
      System.out.println("Minimum number of operations required: " + result);

      A = "EACBD";
      B = "EABCD";
      result = transformString(A, B);
      System.out.println("Minimum number of operations required: " + result);
   }
}

输出

Minimum number of operations required: 35
Minimum number of operations required: 3

时间和空间复杂度

转换函数具有O(n)的时间复杂度，其中n是输入字符A和B的长度。这样做是为了使函数能够使用两个指针i和j从末尾到开头遍历字符，比较字符并按照规律间隔增加或减少指针和计数。因此，时间复杂度与字符串的长度成正比。

转换函数具有O(1)的空间复杂度，因此它所需的额外内存量与输入字符串的长度无关。该函数不生成任何额外的数据结构或动态分配内存；它只需要固定的内存来存储变量count，i和j。