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1769. 移动所有球到每个盒子所需的最小操作数

n 个盒子。给你一个长度为 n 的二进制字符串 boxes ,其中 boxes[i] 的值为 '0' 表示第 i 个盒子是 的,而 boxes[i] 的值为 '1' 表示盒子里有 一个 小球。

在一步操作中,你可以将 一个 小球从某个盒子移动到一个与之相邻的盒子中。第 i 个盒子和第 j 个盒子相邻需满足 abs(i - j) == 1。注意,操作执行后,某些盒子中可能会存在不止一个小球。

返回一个长度为 n 的数组 answer ,其中 answer[i] 是将所有小球移动到第 i 个盒子所需的 最小 操作数。

每个 answer[i] 都需要根据盒子的 初始状态 进行计算。

示例 1:

输入:boxes = "110"
输出:[1,1,3]
解释:每个盒子对应的最小操作数如下:
1) 第 1 个盒子:将一个小球从第 2 个盒子移动到第 1 个盒子,需要 1 步操作。
2) 第 2 个盒子:将一个小球从第 1 个盒子移动到第 2 个盒子,需要 1 步操作。
3) 第 3 个盒子:将一个小球从第 1 个盒子移动到第 3 个盒子,需要 2 步操作。将一个小球从第 2 个盒子移动到第 3 个盒子,需要 1 步操作。共计 3 步操作。

示例 2:

输入:boxes = "001011"
输出:[11,8,5,4,3,4]

提示:

  • n == boxes.length

  • 1 <= n <= 2000

  • boxes[i]'0''1'

思路分析

这道题可以理解成各个 1 到“本地”的距离之和。最容易想到的方案是,两重循环,计算当前节点到各个 1 的距离之和。

更取巧的解法是利用前缀和的原理,先从左到右,统计左侧有多少个 1, 从左侧到当前节点,则需要从左侧的操作次数再加上左侧节点的数量,这不就是“前缀和”吗?然后,分别计算左右两侧到当前节点的距离。最后,两组距离分别分别对应相加,则可以计算书最后结果。

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  • 一刷

  • 一刷(优化)

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/**
 * @author D瓜哥 · https://www.diguage.com
 * @since 2025-05-11 20:51:33
 */
public int[] minOperations(String boxes) {
  int length = boxes.length();
  int[] result = new int[length];
  for (int i = 0; i < length; i++) {
    for (int j = 0; j < length; j++) {
      if (boxes.charAt(j) == '1') {
        result[i] += Math.abs(i - j);
      }
    }
  }
  return result;
}
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/**
 * @author D瓜哥 · https://www.diguage.com
 * @since 2025-05-11 20:51:33
 */
public int[] minOperations(String boxes) {
  int length = boxes.length();
  int[] lop = new int[length];
  int left = 0;
  for (int i = 0; i < length; i++) {
    if (i > 0) {
      lop[i] = lop[i - 1] + left;
    }
    if (boxes.charAt(i) == '1') {
      left++;
    }
  }
  int right = 0;
   int[] result = new int[length];
  for (int i = length - 1; i >= 0; i--) {
    if (i < length - 1) {
      result[i] = result[i + 1] + right;
    }
    if (boxes.charAt(i) == '1') {
      right++;
    }
  }
  for (int i = 0; i < length; i++) {
    result[i] = lop[i] + result[i];
  }
  return result;
}