拼图 | 双边对话

介绍

拼图 | 双边对话是一种常见的编程面试题。这道题通常分为两个部分：

1. 判断两个字符串是否能通过交换其字符顺序变成相同的字符串。
2. 如果可以，输出需要交换的最少次数。如果不可以，输出-1。

这个问题的解法通常需要使用到字符串的一些基础知识，比如哈希表、排序、贪心等算法技巧。

解法思路

解法一：哈希表

我们可以使用哈希表来记录每个字符出现的次数。如果两个字符串中的每个字符出现次数都相同，那么这两个字符串可以通过交换字符顺序变成相同的字符串。

时间复杂度：$O(n)$

空间复杂度：$O(n)$

def can_be_transformed(s: str, t: str) -> bool:
    s_count = [0] * 26
    t_count = [0] * 26
    for i in range(len(s)):
        s_count[ord(s[i]) - ord('a')] += 1
        t_count[ord(t[i]) - ord('a')] += 1
    return s_count == t_count

def min_swaps(s: str, t: str) -> int:
    if not can_be_transformed(s, t):
        return -1
    swaps = 0
    for i in range(len(s)):
        if s[i] != t[i]:
            for j in range(i + 1, len(t)):
                if t[j] == s[i]:
                    # swap s[i] and t[j]
                    t_list = list(t)
                    t_list[i], t_list[j] = t_list[j], t_list[i]
                    t = "".join(t_list)
                    swaps += 1
                    break
    return swaps

解法二：排序

我们可以对两个字符串分别进行排序，然后判断它们是否相等。如果相等，那么这两个字符串可以通过交换字符顺序变成相同的字符串。

时间复杂度：$O(n \log n)$

空间复杂度：$O(n)$

def can_be_transformed(s: str, t: str) -> bool:
    return sorted(s) == sorted(t)

def min_swaps(s: str, t: str) -> int:
    if not can_be_transformed(s, t):
        return -1
    swaps = 0
    t_list = list(t)
    for i in range(len(s)):
        if s[i] != t[i]:
            for j in range(i + 1, len(t)):
                if t[j] == s[i]:
                    # swap s[i] and t[j]
                    t_list[i], t_list[j] = t_list[j], t_list[i]
                    t = "".join(t_list)
                    swaps += 1
                    break
    return swaps

解法三：贪心

我们可以通过贪心算法来求解最小交换次数。具体地，我们从字符串s和t的第一个字符开始比较。假设现在我们比较到了s[i]和t[i]，如果s[i] == t[i]，那么继续比较下一个字符。如果s[i] != t[i]，那么我们需要找到t中距离i最近且等于s[i]的字符j。为了找到字符j，我们可以从i + 1开始遍历t，直到找到等于s[i]的字符j。

时间复杂度：$O(n^2)$

空间复杂度：$O(n)$

def can_be_transformed(s: str, t: str) -> bool:
    return sorted(s) == sorted(t)

def min_swaps(s: str, t: str) -> int:
    if not can_be_transformed(s, t):
        return -1
    swaps = 0
    for i in range(len(s)):
        if s[i] != t[i]:
            for j in range(i + 1, len(t)):
                if t[j] == s[i]:
                    # swap s[i] and t[j]
                    t_list = list(t)
                    t_list[i], t_list[j] = t_list[j], t_list[i]
                    t = "".join(t_list)
                    swaps += 1
                    break
    return swaps

总结

拼图 | 双边对话是一种常见的编程面试题，它可以考察面试者的编程基础知识和算法思维能力。这个问题的解法有多种，包括哈希表、排序和贪心等算法。在面试时，我们应该根据具体情况选择合适的解法，并且要能够清晰地表达出思路和代码实现。