在进行所有可能的K次操作后,给定二进制字符串中设置位计数的平均值

2023年 8月 27日 29.6k 0

在进行所有可能的K次操作后,给定二进制字符串中设置位计数的平均值

在这个问题中,我们需要对给定的字符串进行所有选择的 K 次运算后,求出设置位计数的平均值。

可以使用暴力方法来解决问题,但我们将使用概率原理来克服暴力方法的时间复杂度。

问题陈述 - 我们给定一个整数 N,包含 K 个正整数的数组 arr[],以及一个长度为 N 的二进制字符串,其中只包含设置位。我们需要找出在执行所有可能的 K 次操作后,设置位计数的平均值。在第 i 次操作中,我们可以翻转给定字符串中的任何 arr[i] 位。

示例

输入– N = 2, arr[] = {1, 2}

输出– 1

说明 – 初始二进制字符串为 11。

  • 第一步,我们可以翻转第一个字符,字符串将是01。

    • 在第二次操作中,我们需要翻转任意两个位。所以字符串将变为10。

  • 第二个选择可以从翻转第一步中的第二个字符开始,字符串将为 10。

    • 在当前操作的第二步中,我们需要翻转任意2个位,字符串可以是01。

所以,我们有两个选择,最终的字符串可以是01或者10。

总选择 = 2,最终字符串中的总设置位 = 2,ans = 2/2 = 1。

输入– N = 3, arr[] = {2, 2}

输出– 1.6667

Explanation – 我们有一个初始字符串是111。

  • 在第一个操作中,我们可以翻转任意 2 个字符。因此,字符串可以是 001、100、010。

  • 在第二个操作中,我们可以翻转第一个操作得到的结果字符串中的2个位。

    • 当我们翻转001的任意两个位时,我们得到111、010和100。

    • 当我们翻转 100 的任意 2 位时,我们可以得到 010、111 和 001。

    • 当我们翻转010的任意两个位时,我们可以得到100、001和111。

所以,在上一次操作中,我们得到了总共9个不同的字符串。

9个字符串中的总设置位数=15,总操作次数=9,答案=15/9=1.6667

方法一

在这里,我们将使用概率原理来解决这个问题。假设在执行了 i-1 次操作后,设置位的平均值为 p,非设置位的平均值为 q。我们需要计算第 i 次操作中设置位和非设置位的平均值。

所以,p的更新值可以是p + 新设置位的平均数 - 新关闭位的平均数。

算法

  • 将P初始化为N,因为我们最初有N个设置位,将Q初始化为0,因为我们最初有0个设置位。

  • 遍历操作数组。

  • 使用 P 和 Q 值初始化 prev_p 和 prev_q。

  • 使用prev_p - prev_p * arr[i] / N + prev_q * arr[i] / N更新P值,这将平均将反转的位添加到设置的位中,并将平均设置的位反转为未设置的位

  • 更新 Q 值。

  • 返回 P 值。

Example

的中文翻译为:

示例

#include
using namespace std;

double getAverageBits(int len, int K, int array[]) {
// to store the average '1's in the binary string
double P = len;
// to store the average '0's in the binary string
double Q = 0;
// Traverse the array array[]
for (int i = 0; i < K; i++) {
// Initialize the prev_p and prev_q with P and Q, which we got from the previous iteration
double prev_p = P, prev_q = Q;
// Update the average '1's
P = prev_p - prev_p * array[i] / len + prev_q * array[i] / len;
// Update the average '0's
Q = prev_q - prev_q * array[i] / len + prev_p * array[i] / len;
}
return P;
}
int main() {
int N = 2;
int array[] = {1};
int K = sizeof(array) / sizeof(array[0]);
cout

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