📜  门| GATE CS 2021 |设置1 |问题23(1)

📅  最后修改于: 2023-12-03 15:42:13.076000             🧑  作者: Mango

门 | GATE CS 2021 | 设置1 | 问题23

这道题目是2021年的GATE计算机科学线上考试中的一道题目,下面我为准备参加这场考试的程序员们做一个详细的介绍。

任务描述

给定一个初始长度为$n$的二进制串$B$和一个长度为$k$的整数序列$M$,每个$M_i$表示对$B$的一个子串进行一次翻转操作,翻转区间是$[M_i,M_i+k-1]$。求最终二进制串的前$T$位。

解题思路

首先,我们需要对序列$M$中的每个操作进行模拟,操作过程中需要注意翻转区间是否越界。具体模拟过程如下:

# 初始化原始二进制串 B
B = [int(b) for b in input().strip()]
n = len(B)

# 逐个进行翻转操作
for m in M:
    # 判断翻转区间是否越界
    if m + k > n:
        continue 
    for i in range(m, m+k):
        B[i] = 1 - B[i]

# 输出前T位
print(''.join(str(i) for i in B[:T]))

这个算法的时间复杂度与翻转操作的次数成正比,即$O(kT)$。如果$T$很大,那么算法效率较低。

优化方案

观察上述算法,我们可以发现对于一个翻转操作$[M_i,M_i+k-1]$,我们并没有记录这次操作的实际作用范围。因此,我们可以预处理出每个位置$i$被翻转的次数,然后再根据每个位置被翻转的次数来判断这个位置最终的状态。这样做的时间复杂度为$O(n+k)$,相比原始算法有很大的优化。

# 初始化原始二进制串 B
B = [int(b) for b in input().strip()]
n = len(B)

# 统计每个位置被翻转的次数
flip_count = [0] * n
for m in M:
    # 判断翻转区间是否越界
    if m + k > n:
        continue 
    flip_count[m] = 1 - flip_count[m]
    if m + k < n:
        flip_count[m+k] = 1 - flip_count[m+k]

for i in range(1, n):
    flip_count[i] += flip_count[i-1]

# 输出前T位
print(''.join(str(1-B[i]%2) for i in range(T)))

上述代码中的flip_count表示每个位置被翻转的次数,其中$flip_count_i$表示位置$i$被翻转的次数。我们可以发现,当$flip_count_i$为偶数时,表示位置$i$不需要翻转;当$flip_count_i$为奇数时,表示位置$i$需要进行翻转。因此,最终的结果可以用以下代码来实现:

# 输出前T位
print(''.join(str(1-B[i]%2) for i in range(T)))
总结

本题中我们掌握了模拟操作和预处理操作两种算法,并且从优化算法的角度出发,对预处理算法进行了具体的优化。程序员在平时的学习中,需要熟练掌握各种算法的基本思路和应用场景,以便在实际的编程工作和考试中能够快速且准确地应用这些算法。