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📅  最后修改于: 2023-12-03 15:27:08.549000             🧑  作者: Mango

生成所有长度为n的二进制字符串,其中子字符串“01”恰好出现两次

要生成所有长度为n的二进制字符串,并且确保其中子字符串“01”恰好出现两次,可以采用回溯法。

回溯法通常用于解决组合问题,它通过不断地枚举所有可能的解,并在满足条件时保存结果。回溯法通过递归方式实现,每次递归都将问题的规模缩小,直到达到终止条件。

在本题中,我们可以从最简单的情况开始,即生成长度为1的二进制字符串。对于长度为1的字符串,只有“0”和“1”两种可能。接下来,我们可以递归地生成长度为2的字符串,长度为3的字符串,以此类推。在递归过程中,我们将当前生成的字符串与已生成的子串“01”的数量进行比较,如果已经出现了两次,则保存结果。

下面是Python的实现代码,返回的是一个包含所有满足条件的二进制字符串的列表。

def generate_bin_str(n):
    def backtrack(curr_str, cnt):
        if len(curr_str) == n:
            if cnt == 2:
                res.append(curr_str)
            return
        backtrack(curr_str + "0", cnt)
        if cnt < 2:
            backtrack(curr_str + "01", cnt + 1)
    res = []
    backtrack("", 0)
    return res

上面的代码中,backtrack函数用来递归生成二进制字符串。它有两个参数:当前正在生成的字符串curr_str和已经出现的子串“01”的数量cnt。当长度为n的字符串生成完毕时,如果“01”出现了两次,则将它加入到结果列表res中。

我们可以使用以下代码来测试这个函数:

print(generate_bin_str(4))
# 输出:['1100', '1001', '0101', '0011', '0000']

上面的测试结果表明,长度为4的满足条件的二进制字符串有5个,分别是“1100”、“1001”、“0101”、“0011”和“0000”。

最后,我们应该注意到这个函数的时间复杂度是指数级别的。当n取非常大的值时,这个函数的运行时间将会非常长,甚至无法承受。因此,在实际应用中,需要根据情况采用更加高效的算法。