Python求解数组中两个字符串的最小距离：两种算法实现与复杂度分析
本文介绍在Python中求解数组内两个指定字符串最小距离的两种方法。第一种为暴力遍历法，时间复杂度为O(n^2)；第二种利用Python内置dict构建哈希表预计算距离，将查询复杂度降至O(1)，但空间复杂度升至O(n^2)。文章提供了完整代码示例及适用场景分析，帮助开发者根据查询频率选择最优方案。
题目要求：
给定一个包含字符串的数组strs，以及两个目标字符串str1和str2。若这两个字符串均存在于数组中，需返回它们之间的最小距离；若任一字符串不存在，则返回-1；若两个字符串完全相同，则返回0。
示例说明：假设数组为['*','3','*','5','10','9','7','1','*']，目标字符串为'* '和'9'，通过函数计算得到的最小距离值为3。
解题思路：本文提供两种不同的解决策略。
方法一：
直接遍历数组strs，分别记录str1和str2出现的位置索引，并计算所有可能组合中的最小距离。该方法的实现逻辑简单，但时间复杂度较高，为O(n^2)。
方法二：
针对高频查询场景，为提升效率，可预先构建哈希表，将单次查询的时间复杂度降低至O(1)。Python内置的dict类型即为哈希表实现，查询时间复杂度为O(1)。哈希表的构建方式多样，例如：以strs中的每个字符串作为key，value为另一个哈希表，存储该字符串到数组中其他所有字符串的最小距离。代码示意如下：hash_table = {“*”:{“3”:1, “5”:1, “10”:2, “9”:3, “7”:2, “1”:1}}。需要注意的是，这种预计算方式的空间复杂度为O(n^2)。
代码实现：
def min_distance_1(strs, str1, str2):
'''
数组中两个字符串的最小距离，这是方法1，时间复杂度 o(n^2)
:param strs: 给定的数组中存放有多个字符串
:param str1: 第一个字符串
:param str2: 第二个字符串
:return: 如果其中给定的一个字符串不在数组 strs 中，那么返回-1，否则返回两个字符串之间的最小间距
'''
if str1 not in strs or str2 not in strs:
return -1
if str1 == str2:
return 0
dist, min = 1, len(strs)
pos1, pos2 = 0, len(strs)
for i in xrange(0, len(strs)):
if str1 == strs[i]:
pos1 = i
for j in xrange(0, len(strs)):
if str2 == strs[j]:
pos2 = j
dist = abs(pos1 - pos2)
if dist < min:
min = dist
return min
def min_distance_2(strs, str1, str2):
'''
数组中两个字符串的最小距离，这是方法2，如果查询的次数非常多，把每次查询的时间复杂度下降到 o(1)。
Python 的内置 dict 类型就是哈希表，实现方法也是hash 表，其查询的时间复杂度就是 o(1)。哈希表的构造也分很多种：
比如，构造 Hash 表，key值是strs中的每一个字符串，value值是一个hash表，里面存放着该字符串到其它字符串的最小距离。
写成代码就是：hash_table = {"*":{"3":1, "5":1, "10":2, "9":3, "7":2, "1":1}}
当然这种方法的空间复杂度是 o(n^2)
:param strs: 给定的数组中存放有多个字符串['*','3','*','5','10','9','7','1','*']
:param str1: 第一个字符串, '*'
:param str2: 第二个字符串, '9'
:return: 如果其中给定的一个字符串不在数组 strs 中，那么返回-1，否则返回两个字符串之间的最小间距
'''
if str1 not in strs or str2 not in strs:
return -1
if str1 == str2:
return 0
def create_hash(strs): # 创建 hash 的过程并不在查询里
strs_set = list(set(strs))
dist_hash = {}
for i in xrange(0, len(strs_set)):
temp = {}
for j in xrange(0, len(strs_set)):
if strs_set[i] != strs_set[j]:
dist = min_distance_1(strs, strs_set[i], strs_set[j])
temp[strs_set[j]] = dist
dist_hash[strs_set[i]] = temp
return dist_hash
return create_hash(strs)[str1][str2]
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