news 2026/4/3 5:06:22

U654615 比特聚集(bit)补题报告

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张小明

前端开发工程师

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文章封面图
U654615 比特聚集(bit)补题报告

先看题目:

题目分析

我们有一个长度为的二进制字符串,包含字符'0''1',至少有一个'1'
可以交换相邻字符,每次交换算一次操作。
目标:让所有'1'连续排列(形成一段连续的'1')。
求最少操作次数

思路分析

关键观察

  1. 最终'1'聚集到连续的一段,但我们可以自由选择这个连续段的位置。

  2. 我们只关心'1'的相对位置变化,不关心'0'的具体分布(除了它们会占用位置)。

  3. 交换相邻字符,相当于把一个'1'向左或向右移动一位。

  4. 把所有的'1'聚集到一起,等价于把每个'1'移动到某个中心位置附近。

  5. 这其实是一个经典问题:最小化所有'1'移动到连续位置的总交换次数。

转化为数学模型

假设最终'1'的连续段是从位置 k 到位置 k+m−1,其中 m 是'1'的个数。
设原字符串中'1'的位置(下标从 1 开始)是:

p1,p2,…,pm

最终连续段的位置是:

k,k+1,…,k+m−1

那么把第 j 个'1'从 pj​ 移动到 k+j−1 需要的交换次数就是:

总操作次数为:

我们要选择一个整数 k 使得这个和最小。

化简

令 qj=pj−(j−1),那么上式变成:

其中 qj​ 是已知的常数(因为 pj​ 已知)。

所以问题转化为:

已知数组 q1,q2,…,qm,找一个整数 k 使最小。

这是经典问题:最小绝对偏差和,当 k 取 q 的中位数时,和最小。

因此:

  • 先找出所有'1'的位置 p1,p2,…,pm。

  • 计算 qj=pj−(j−1)。

  • 对 q 数组排序,取中位数

  • 计算,这就是最小操作次数。

正解:

#include <bits/stdc++.h> using namespace std; int main() { ios::sync_with_stdio(false); cin.tie(0); int n; string s; cin >> n >> s; // 收集所有1的位置 vector<int> pos; for (int i = 0; i < n; i++) { if (s[i] == '1') { pos.push_back(i + 1); // 转成1-based } } int cnt = pos.size(); // 1的个数 // 计算q数组 vector<long long> q(cnt); for (int i = 0; i < cnt; i++) { q[i] = pos[i] - i; // 公式推导:q_j = p_j - (j-1) 在代码中简化为 pos[i] - i } // 排序取中位数 sort(q.begin(), q.end()); long long mid = q[cnt / 2]; // 计算总距离 long long ans = 0; for (auto x : q) { ans += abs(x - mid); } cout << ans << endl; return 0; }


全剧终

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