2976.转换字符串的最小成本I

目标

给你两个下标从 0 开始的字符串 source 和 target ,它们的长度均为 n 并且由 小写 英文字母组成。

另给你两个下标从 0 开始的字符数组 original 和 changed ,以及一个整数数组 cost ,其中 cost[i] 代表将字符 original[i] 更改为字符 changed[i] 的成本。

你从字符串 source 开始。在一次操作中,如果 存在 任意 下标 j 满足 cost[j] == z 、original[j] == x 以及 changed[j] == y 。你就可以选择字符串中的一个字符 x 并以 z 的成本将其更改为字符 y 。

返回将字符串 source 转换为字符串 target 所需的 最小 成本。如果不可能完成转换,则返回 -1 。

注意,可能存在下标 i 、j 使得 original[j] == original[i] 且 changed[j] == changed[i] 。

示例 1:

输入:source = "abcd", target = "acbe", original = ["a","b","c","c","e","d"], changed = ["b","c","b","e","b","e"], cost = [2,5,5,1,2,20]
输出:28
解释:将字符串 "abcd" 转换为字符串 "acbe" :
- 更改下标 1 处的值 'b' 为 'c' ,成本为 5 。
- 更改下标 2 处的值 'c' 为 'e' ,成本为 1 。
- 更改下标 2 处的值 'e' 为 'b' ,成本为 2 。
- 更改下标 3 处的值 'd' 为 'e' ,成本为 20 。
产生的总成本是 5 + 1 + 2 + 20 = 28 。
可以证明这是可能的最小成本。

示例 2:

输入:source = "aaaa", target = "bbbb", original = ["a","c"], changed = ["c","b"], cost = [1,2]
输出:12
解释:要将字符 'a' 更改为 'b':
- 将字符 'a' 更改为 'c',成本为 1 
- 将字符 'c' 更改为 'b',成本为 2 
产生的总成本是 1 + 2 = 3。
将所有 'a' 更改为 'b',产生的总成本是 3 * 4 = 12 。

示例 3:

输入:source = "abcd", target = "abce", original = ["a"], changed = ["e"], cost = [10000]
输出:-1
解释:无法将 source 字符串转换为 target 字符串,因为下标 3 处的值无法从 'd' 更改为 'e' 。

说明:

  • 1 <= source.length == target.length <= 10^5
  • source、target 均由小写英文字母组成
  • 1 <= cost.length== original.length == changed.length <= 2000
  • original[i]、changed[i] 是小写英文字母
  • 1 <= cost[i] <= 10^6
  • original[i] != changed[i]

思路

求将字符串 source 转换为 target 的最小成本,转换成本由三个数组给出,将 original[i] 转换为 changed[i] 的成本为 cost[i]。

问题的关键在于有可能经过传递转换的成本更低,可以视为一个有向图中各个点之间的最短路径问题。

将三个描述成本的数组转换为邻接矩阵的形式,使用 floyd 算法可以解决。

代码


/**
 * @date 2026-01-29 9:07
 */
public class MinimumCost2976 {

    public long minimumCost(String source, String target, char[] original, char[] changed, int[] cost) {
        int[][] minCost = new int[26][26];
        for (int[] row : minCost) {
            Arrays.fill(row, Integer.MAX_VALUE);
        }
        int l = original.length;
        for (int i = 0; i < l; i++) {
            int o = original[i] - 'a';
            int c = changed[i] - 'a';
            minCost[o][c] = Math.min(minCost[o][c], cost[i]);
        }
        floyd(minCost);
        int n = source.length();
        long res = 0L;
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            int s = source.charAt(i) - 'a';
            int t = target.charAt(i) - 'a';
            if (s == t) {
                continue;
            }
            if (minCost[s][t] == Integer.MAX_VALUE) {
                return -1;
            }
            res += minCost[s][t];
        }
        return res;
    }

    public void floyd(int[][] dist) {
        for (int k = 0; k < 26; k++) {
            for (int i = 0; i < 26; i++) {
                if (dist[i][k] == Integer.MAX_VALUE){
                    continue;
                }
                for (int j = 0; j < 26; j++) {
                    if (dist[k][j] != Integer.MAX_VALUE && dist[i][k] + dist[k][j] < dist[i][j]) {
                        dist[i][j] = dist[i][k] + dist[k][j];
                    }
                }
            }
        }
    }

}

性能

743.网络延迟时间

目标

有 n 个网络节点,标记为 1 到 n。

给你一个列表 times,表示信号经过 有向 边的传递时间。 times[i] = (ui, vi, wi),其中 ui 是源节点,vi 是目标节点, wi 是一个信号从源节点传递到目标节点的时间。

现在,从某个节点 K 发出一个信号。需要多久才能使所有节点都收到信号?如果不能使所有节点收到信号,返回 -1 。

示例 1:

输入:times = [[2,1,1],[2,3,1],[3,4,1]], n = 4, k = 2
输出:2

示例 2:

输入:times = [[1,2,1]], n = 2, k = 1
输出:1

示例 3:

输入:times = [[1,2,1]], n = 2, k = 2
输出:-1

说明:

  • 1 <= k <= n <= 100
  • 1 <= times.length <= 6000
  • times[i].length == 3
  • 1 <= ui, vi <= n
  • ui != vi
  • 0 <= wi <= 100
  • 所有 (ui, vi) 对都 互不相同(即,不含重复边)

思路

有一个 n 个节点的有向图 ,节点标记为 1 ~ n,求从其中某个节点 k 出发访问到所有其它节点的最短时间。

即从 k 出发求出到达所有其它节点的最短路径,然后取其中的最 值。

Floyd 算法的基本思想是动态规划。定义 dp[i][j] 表示从节点 i 到 节点 j 的最短路径,对于所有其它中间节点 m,更新 dp[i][j] = Math.min(dp[i][j], dp[i][m] + dp[m][j]),时间复杂度 O(n^3)。

如果 i -> j 有直接的通路则初始化 dp[i][j] 为路径的权值,否则为 INF

但是本题不需要其它起点的最短路径,因此可以使用 Dijkstra 算法、Bellman-Ford 算法 或者 SPFA 算法。

图的表示可以使用邻接矩阵、邻接表、前向星、链式前向星等结构。

代码


/**
 * @date 2024-11-25 9:08
 */
public class NetworkDelayTime743 {

    public int networkDelayTime(int[][] times, int n, int k) {
        int[][] dp = new int[n + 1][n + 1];
        for (int[] cost : dp) {
            Arrays.fill(cost, 20000);
        }
        for (int[] edge : times) {
            dp[edge[0]][edge[1]] = edge[2];
        }
        for (int m = 1; m <= n; m++) {
            for (int i = 1; i <= n; i++) {
                for (int j = 1; j <= n; j++) {
                    if (i == j || i == m || j == m) {
                        continue;
                    }
                    dp[i][j] = Math.min(dp[i][j], dp[i][m] + dp[m][j]);
                }
            }
        }
        int res = -1;
        for (int i = 1; i <= n; i++) {
            if (i == k) {
                continue;
            }
            res = Math.max(dp[k][i], res);
        }
        return res == 20000 ? -1 : res;
    }

}

性能

2101.引爆最多的炸弹

目标

给你一个炸弹列表。一个炸弹的 爆炸范围 定义为以炸弹为圆心的一个圆。

炸弹用一个下标从 0 开始的二维整数数组 bombs 表示,其中 bombs[i] = [xi, yi, ri] 。xi 和 yi 表示第 i 个炸弹的 X 和 Y 坐标,ri 表示爆炸范围的 半径 。

你需要选择引爆 一个 炸弹。当这个炸弹被引爆时,所有 在它爆炸范围内的炸弹都会被引爆,这些炸弹会进一步将它们爆炸范围内的其他炸弹引爆。

给你数组 bombs ,请你返回在引爆 一个 炸弹的前提下,最多 能引爆的炸弹数目。

示例 1:

输入:bombs = [[2,1,3],[6,1,4]]
输出:2
解释:
上图展示了 2 个炸弹的位置和爆炸范围。
如果我们引爆左边的炸弹,右边的炸弹不会被影响。
但如果我们引爆右边的炸弹,两个炸弹都会爆炸。
所以最多能引爆的炸弹数目是 max(1, 2) = 2 。

示例 2:

输入:bombs = [[1,1,5],[10,10,5]]
输出:1
解释:
引爆任意一个炸弹都不会引爆另一个炸弹。所以最多能引爆的炸弹数目为 1 。

示例 3:

输入:bombs = [[1,2,3],[2,3,1],[3,4,2],[4,5,3],[5,6,4]]
输出:5
解释:
最佳引爆炸弹为炸弹 0 ,因为:
- 炸弹 0 引爆炸弹 1 和 2 。红色圆表示炸弹 0 的爆炸范围。
- 炸弹 2 引爆炸弹 3 。蓝色圆表示炸弹 2 的爆炸范围。
- 炸弹 3 引爆炸弹 4 。绿色圆表示炸弹 3 的爆炸范围。
所以总共有 5 个炸弹被引爆。

说明:

  • 1 <= bombs.length <= 100
  • bombs[i].length == 3
  • 1 <= xi, yi, ri <= 10^5

思路

坐标平面上有一些炸弹,并且已知炸弹的爆炸范围。现在可以选择引爆其中的一颗炸弹,被引爆炸弹的爆炸范围内的其它炸弹也会被引爆,问最多可以引爆的炸弹数量。

我们可以将问题转换为有向图,一枚炸弹能够波及到的其它炸弹认为是连通的,然后遍历每一枚炸弹,求出连通炸弹数量最多的个数即可。

那么如何建立这个有向图呢?固定一个,依次与其余的节点比较,时间复杂度为O(n^2),炸弹最多100个,应该可行。

实现过程中需要判断爆炸范围内的是否存在其它炸弹,可以使用炸弹坐标(圆心)之间的距离与各自的引爆半径相比较。这里需要注意防止数据溢出,另外还有一个小技巧,比较 sqrt(dx^2 + dy^2) 与 半径 r 的效率没有 dx^2 + dy^2r^2 高。

网友最快的题解使用的是 Floyd 算法。// todo

代码

/**
 * @date 2024-07-22 9:24
 */
public class MaximumDetonation2101 {

    public int maximumDetonation_v1(int[][] bombs) {
        int n = bombs.length;
        List<Integer>[] g = new List[n];
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            g[i] = new ArrayList<>();
        }
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            int ix = bombs[i][0];
            int iy = bombs[i][1];
            long ir = bombs[i][2];
            for (int j = i + 1; j < n; j++) {
                int jx = bombs[j][0];
                int jy = bombs[j][1];
                long jr = bombs[j][2];
                // 防止溢出
                long diffx = ix - jx;
                long diffy = iy - jy;
                long dist = diffx * diffx + diffy * diffy;
                if (ir * ir >= dist) {
                    g[i].add(j);
                }
                if (jr * jr >= dist) {
                    g[j].add(i);
                }
            }
        }
        int res = 0;
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            boolean[] visited = new boolean[n];
            res = Math.max(res, dfs(i, g, visited));
        }
        return res;
    }

    int dfs(int root, List<Integer>[] g, boolean[] visited) {
        visited[root] = true;
        int res = 1;
        for (Integer next : g[root]) {
            if (visited[next]) {
                continue;
            }
            res += dfs(next, g, visited);
        }
        return res;
    }

}

性能

图中至多有 n^2 条边,dfs的时间复杂度是O(n^2),然后再遍历n个起点,时间复杂度为O(n^3)。

2959.关闭分部的可行集合数目

目标

一个公司在全国有 n 个分部,它们之间有的有道路连接。一开始,所有分部通过这些道路两两之间互相可以到达。

公司意识到在分部之间旅行花费了太多时间,所以它们决定关闭一些分部(也可能不关闭任何分部),同时保证剩下的分部之间两两互相可以到达且最远距离不超过 maxDistance 。

两个分部之间的 距离 是通过道路长度之和的 最小值 。

给你整数 n ,maxDistance 和下标从 0 开始的二维整数数组 roads ,其中 roads[i] = [ui, vi, wi] 表示一条从 ui 到 vi 长度为 wi的 无向 道路。

请你返回关闭分部的可行方案数目,满足每个方案里剩余分部之间的最远距离不超过 maxDistance。

注意,关闭一个分部后,与之相连的所有道路不可通行。

注意,两个分部之间可能会有多条道路。

示例 1:

输入:n = 3, maxDistance = 5, roads = [[0,1,2],[1,2,10],[0,2,10]]
输出:5
解释:可行的关闭分部方案有:
- 关闭分部集合 [2] ,剩余分部为 [0,1] ,它们之间的距离为 2 。
- 关闭分部集合 [0,1] ,剩余分部为 [2] 。
- 关闭分部集合 [1,2] ,剩余分部为 [0] 。
- 关闭分部集合 [0,2] ,剩余分部为 [1] 。
- 关闭分部集合 [0,1,2] ,关闭后没有剩余分部。
总共有 5 种可行的关闭方案。

示例 2:

输入:n = 3, maxDistance = 5, roads = [[0,1,20],[0,1,10],[1,2,2],[0,2,2]]
输出:7
解释:可行的关闭分部方案有:
- 关闭分部集合 [] ,剩余分部为 [0,1,2] ,它们之间的最远距离为 4 。
- 关闭分部集合 [0] ,剩余分部为 [1,2] ,它们之间的距离为 2 。
- 关闭分部集合 [1] ,剩余分部为 [0,2] ,它们之间的距离为 2 。
- 关闭分部集合 [0,1] ,剩余分部为 [2] 。
- 关闭分部集合 [1,2] ,剩余分部为 [0] 。
- 关闭分部集合 [0,2] ,剩余分部为 [1] 。
- 关闭分部集合 [0,1,2] ,关闭后没有剩余分部。
总共有 7 种可行的关闭方案。

示例 3:

输入:n = 1, maxDistance = 10, roads = []
输出:2
解释:可行的关闭分部方案有:
- 关闭分部集合 [] ,剩余分部为 [0] 。
- 关闭分部集合 [0] ,关闭后没有剩余分部。
总共有 2 种可行的关闭方案。

说明:

  • 1 <= n <= 10
  • 1 <= maxDistance <= 105
  • 0 <= roads.length <= 1000
  • roads[i].length == 3
  • 0 <= ui, vi <= n - 1
  • ui != vi
  • 1 <= wi <= 1000
  • 一开始所有分部之间通过道路互相可以到达。

思路

没时间做了// todo

代码

性能