【数据结构-并查集】力扣1722. 执行交换操作后的最小汉明距离

给你两个整数数组 source 和 target ，长度都是 n 。还有一个数组 allowedSwaps ，其中每个 allowedSwaps $i$ = $ai, bi$ 表示你可以交换数组 source 中下标为 ai 和 bi（下标从 0 开始）的两个元素。注意，你可以按任意顺序多次交换一对特定下标指向的元素。

相同长度的两个数组 source 和 target 间的汉明距离是元素不同的下标数量。形式上，其值等于满足 source $i$ != target $i$ （下标从 0 开始）的下标 i（0 <= i <= n-1）的数量。

在对数组 source 执行任意数量的交换操作后，返回 source 和 target 间的最小汉明距离。

示例 1：

输入：source = $1,2,3,4$ , target = $2,1,4,5$ , allowedSwaps = $\[0,1$ , $2,3$ ]

输出：1

解释：source 可以按下述方式转换：

交换下标 0 和 1 指向的元素：source = $2,1,3,4$
交换下标 2 和 3 指向的元素：source = $2,1,4,3$
source 和 target 间的汉明距离是 1 ，二者有 1 处元素不同，在下标 3 。

示例 2：

输入：source = $1,2,3,4$ , target = $1,3,2,4$ , allowedSwaps = \[\]

输出：2

解释：不能对 source 执行交换操作。

source 和 target 间的汉明距离是 2 ，二者有 2 处元素不同，在下标 1 和下标 2 。

示例 3：

输入：source = $5,1,2,4,3$ , target = $1,5,4,2,3$ , allowedSwaps = $\[0,4$ , $4,2$ , $1,3$ , $1,4$ ]

输出：0

并查集

cpp 复制代码

class UnionFind{
private:
    vector<int> parent;
public:
    UnionFind(int n){
        parent.resize(n);
        for(int i = 0; i < n; i++){
            parent[i] = i;
        }
    }

    int find(int index){
        if(parent[index] == index){
            return index;
        }
        parent[index] = find(parent[index]);
        return parent[index];
    }
    
    void unite(int index1, int index2){
        int root1 = find(index1);
        int root2 = find(index2);
        parent[root2] = root1;
    }
};


class Solution {
public:
    int minimumHammingDistance(vector<int>& source, vector<int>& target, vector<vector<int>>& allowedSwaps) {
        int n = source.size();
        UnionFind uf(n);
        for(auto& c : allowedSwaps){
            uf.unite(c[0], c[1]);
        }
        
        unordered_map<int, vector<int>> groups;  // 存储每个集合的元素

        for (int i = 0; i < n; i++) {
            groups[uf.find(i)].push_back(i);
        }

        int cnt = 0;

        for (auto& group : groups) {
            unordered_map<int, int> sourceCount;

            for (int idx : group.second) {
                sourceCount[source[idx]]++;
            }

            // 计算组内无法匹配的元素数量
            for (int idx : group.second) {
                if (sourceCount[target[idx]] > 0) {
                    // 如果当前元素能匹配，则减少 sourceCount 中的数量
                    sourceCount[target[idx]]--;
                } else {
                    // 否则计算汉明距离
                    cnt++;
                }
            }
        }
        return cnt;
    }
};

首先根据allowedSwaps的元素来进行并查集合并，来合并对应序号的元素。将对应序号进行合并了以后，我们定义一个哈希表groups，键是集合的根节点，值是该集合下的所有元素。然后我们通过遍历i从0到n-1，来填充groups，这样接下来通过groups就可以知道那些索引是属于同一个集合。

接下来我们遍历groups，group.second代表同一个集合中的索引。我们定义哈希表sourceCount来记录该集合下source中元素数量。

我们接着就可以计算组内无法匹配的元素数量，我们遍历该集合group.second，即遍历该集合下的索引idx，只有当sourceCount $target\[idx$ ]大于0的时候，我们可以通过调换顺序使得source $idx$ 和target $idx$ 匹配，当sourceCount $target\[idx$ ]小于0的时候，说明source的该集合索引中已经没有元素可以用来匹配target $idx$ ，这时候我们就增加汉明距离。