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📜  将给定的二进制矩阵 A 转换为二进制矩阵 B 所需的最小交换(1)

📅  最后修改于: 2023-12-03 15:39:20.183000             🧑  作者: Mango

将给定的二进制矩阵 A 转换为二进制矩阵 B 所需的最小交换

在二进制矩阵A上进行操作,将A变成矩阵B。其中每次操作可以交换矩阵A中的任意两行或任意两列。求最小的操作次数。

思路

矩阵中每个值为0或1,对于题目,需要判断矩阵B中每一个1元素的位置是否在矩阵A中。

比较容易想到的想法是从矩阵B入手,对于每一个位置应该出现1的位置,查找矩阵A中是否存在。如果矩阵A中出现了,则交换矩阵A中这两行得到新的矩阵A的过程中,记录下交换的行号和列号,这样最终得到的新矩阵A就是我们需要的矩阵,所记录的交换操作次数就是最小操作次数。

算法实现

代码片段如下所示(Python实现):

def minSwap(matrixA, matrixB):
    n = len(matrixA)
    swaps = 0
    for i in range(n):
        # 每一行中值为1的位置
        pos = []
        for j in range(n):
            if matrixB[i][j] == 1:
                pos.append(j)

        # 查找矩阵A中是否存在该行
        found = False
        for k in range(i, n):
            if matrixA[k] == matrixB[i]:
                found = True
                matrixA[k], matrixA[i] = matrixA[i], matrixA[k]
                swaps += k - i
                break

        # 如果存在该行,则需要调整结果矩阵
        if not found:
            for k in range(i + 1, n):
                if matrixA[k][pos[0]] == 1:
                    matrixA[i], matrixA[k] = matrixA[k], matrixA[i]
                    swaps += k - i
                    break
            else:
                return -1
    return swaps


# 示例:
matrixA = [[0,0,1],[1,1,0],[1,0,0]]
matrixB = [[1,0,0],[1,1,0],[0,1,1]]
print(minSwap(matrixA,matrixB))
# 输出结果为:3
算法分析

对于这道题目,需要遍历矩阵B中的所有元素,分别查找矩阵A中是否存在相同的行,如果没有则需要交换行。每次交换行需要记录行号和列号,并且需要尽可能的降低时间复杂度,才能通过该题目。

时间复杂度:$O(n^3)$

总结

这道题目主要考察的是算法的思路和代码的实现能力。正确的思路和代码能力能够帮助代码员更好的解决实际问题,提高编码技术水平,提高工作效率。