优化算法：使用C语言解决力扣995

见解分享

2023-09-14 17:06:11

在算法设计中，优化解决方案以提高效率至关重要。力扣995题考察了我们的优化能力，要求我们找出翻转K个连续元素序列的最小次数，使整个序列元素均为1。本文将深入探讨此问题，并提供使用C语言实现的优化解决方案。

问题概述

力扣995题给定一个由0和1组成的整数数组，要求我们找到连续翻转K个元素序列的最小次数，使整个序列元素均为1。例如，对于输入数组[0,1,0,1,0,0]和K=3，最小翻转次数为2，翻转[0,1,0]和[0,0]序列即可。

优化算法

解决此问题的优化算法涉及以下几个关键步骤：

初始化： 计算数组长度n和窗口大小K。
滑动窗口： 使用一个滑动窗口遍历数组。窗口包含当前正在考虑翻转的K个元素序列。
计算翻转次数： 计算窗口内需要翻转的元素数量。
应用差分： 将翻转次数应用于滑动窗口的首元素和末元素，表示该窗口内的元素需要翻转。
更新结果： 更新最小翻转次数。
移动窗口： 将滑动窗口向前移动一步，并重复上述步骤，直到遍历完整个数组。

C语言实现

以下是使用C语言实现上述算法的代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int minKBitFlips(int* arr, int n, int k) {
    // 初始化
    int window_start = 0;
    int window_end = 0;
    int min_flips = n;
    int flips = 0;

    // 滑动窗口
    while (window_end < n) {
        // 计算翻转次数
        int flips_needed = 0;
        for (int i = window_start; i < window_end; i++) {
            flips_needed += (arr[i] == 0);
        }

        // 更新最小翻转次数
        min_flips = fmin(min_flips, flips + flips_needed);

        // 如果需要翻转，应用差分
        if (flips_needed) {
            arr[window_start] = !arr[window_start];
            arr[window_end] = !arr[window_end];
            flips++;
        }

        // 移动窗口
        window_start++;
        window_end++;
    }

    // 返回结果
    return min_flips >= n ? -1 : min_flips;
}

int main() {
    int arr[] = {0,1,0,1,0,0};
    int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    int k = 3;
    int result = minKBitFlips(arr, n, k);
    printf("最小翻转次数：%d\n", result);
    return 0;
}