如何切换二进制0和1
2025-05-02 15:24:26
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要切换二进制数组中的0和1，可以使用 异或操作（XOR）。异或操作具有以下特性，使其适用于此场景：
自反性：
`0 ^ 0 = 0`，`1 ^ 1 = 0`，`0 ^ 1 = 1`，`1 ^ 0 = 1`
即对单个元素进行异或操作会将其自身取反。
局部修改：
异或操作是按位进行的，仅影响参与操作的三个连续元素，不会影响其他位。
具体实现步骤
遍历数组：
从左到右遍历二进制数组 `nums`。
检查条件：
对于每个元素，如果它是 `0`，则执行异或操作：
- 将当前元素与后两个元素（即 `nums[i] ^ nums[i+1] ^ nums[i+2]`）进行异或。
- 由于异或的自反性，`0 ^ 0 ^ 0 = 0`，`0 ^ 0 ^ 1 = 1`，`0 ^ 1 ^ 1 = 0`，`0 ^ 1 ^ 0 = 1`，从而将 `0` 变为 `1`，`1` 变为 `0`。
处理边界情况：
如果当前元素是 `1`，则跳过操作（因为 `1 ^ 0 ^ 1 = 0`，会将其变为 `0`，与目标相反）。
示例代码（Go语言）
```go
func minOperations(nums []int) int {
n := len(nums)
ans := 0
for i := 0; i < n; i++ {
if nums[i] == 0 {
// 检查是否还有至少3个元素
if i+2 >
= n {
return -1
}
// 执行异或操作
nums[i] ^= nums[i+1] ^ nums[i+2]
ans++
}
}
return ans
}
```
时间复杂度分析
时间复杂度：O（n），其中 n 是数组的长度。只需遍历一次数组，每次操作固定为3个元素。
空间复杂度：O（1），仅使用常数空间。
注意事项
若无法通过操作将所有元素变为 `1`（例如数组以 `111` 结尾），则返回 `-1`。
该算法假设输入数组长度在 3 到 100,000 之间，满足题目约束。
通过上述方法，可以高效地切换二进制数组中的0和1，满足题目要求。
