华为OD机试 - 根据某条件聚类最少交换次数 - 滑动窗口（Java 2023 B卷 100分）

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专栏导读

本专栏收录于《华为OD机试（JAVA）真题（A卷+B卷）》。

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一、题目描述

给出数字K，请输出所有结果小于K的整数组合到一起的最少交换次数。

组合一起是指满足条件的数字相邻，不要求相邻后在数组中的位置。

数据范围

-100 <=K <= 100

-100 <= 数组中数值 <= 100

二、输入描述

第一行输入数组：1 3 1 4 0

第二行输入K数值：2

三、输出描述

第一行输出最少较好次数：1

备注：

小于2的表达式是 1 1 0，共三种可能将所有符合要求数字组合在一起，最少交换1次

四、解题思路

1. 确定滑动窗口大小，滑动窗口的大小取决于有多少个数小于k，假定总共有m个数小于k，这个数值即为滑动窗口的长度；
2. 让滑动窗口从数组起始端向右滑动，每滑动一位，就计算出当前窗口内有多少个数小于k，将这些统计数字做比较，找出最大的，假定窗口内最多有n个数小于k；
3. m与n的差值就是需要交换的次数。

五、Java算法源码

package com.guor.od;

import java.util.*;

public class OdTest02 {

    /**
     * 给出数字K，请输出所有结果小于K的整数组合到一起的最少交换次数
     */
    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        int[] arr = Arrays.stream(sc.nextLine().split(" ")).mapToInt(Integer::parseInt).toArray();
        int K = sc.nextInt();

        // 遍历数组，找出数组里面有多少个数字小于K，确定滑动窗口大小
        int target = 0;
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            if (arr[i] < K) {
                target++;
            }
        }

        // 滑动窗口左起点
        int left = 0;
        // 滑动窗口右终点
        int right = target - 1;
        // 记录当前窗口范围内有多少个数字小于K
        int okSum = 0;
        // 再遍历一次,确定初始窗口内有多少个数小于K
        for (int i = 0; i <= right; i++) {
            if (arr[i] < K) {
                okSum++;
            }
        }

        // max用来记录窗口内最多有多少个数小于K
        int max = okSum;
        // 窗口不停的向右滑动
        while (right < arr.length - 1) {
            // 左边滑出
            if (arr[left++] < K) {
                okSum--;
            }
            // 右边滑入
            if (arr[++right] < K) {
                okSum++;
            }
            if (okSum > max) {
                max = okSum;
            }
        }
        System.out.println(target - max);
    }
}

六、效果展示

1、输入

1 2 3 4 2
3

2、输出

1

3、说明

（1）根据解题思路：

1. 确定滑动窗口大小，滑动窗口的大小取决于有多少个数小于k，假定总共有m个数小于k，这个数值即为滑动窗口的长度；
2. 让滑动窗口从数组起始端向右滑动，每滑动一位，就计算出当前窗口内有多少个数小于k，将这些统计数字做比较，找出最大的，假定窗口内最多有n个数小于k；
3. m与n的差值就是需要交换的次数。

（2）具体解题思路：

1. 滑动窗口的大小取决于有多少个数小于k --> m = 3;
2. 滑动窗口大小为3，每三个一滑，计算当前窗口内有多少个数小于k；
   • 1 2 3 --> 2个
   • 2 3 4 --> 1个
   • 3 4 2 --> 1个
3. 将这些统计数字做比较，找出最大的n=2。
4. m与n的差值就是需要交换的次数，即1。

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