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题目链接：420. 强密码检验器
题目描述
如果一个密码满足下述所有条件，则认为这个密码是强密码：
- 由至少 6 个，至多 20 个字符组成。
- 至少包含 一个小写 字母，一个大写 字母，和 一个数字 。
- 同一字符 不能 连续出现三次 (比如 "...aaa..." 是不允许的, 但是 "...aa...a..." 如果满足其他条件也可以算是强密码)。 给你一个字符串 password ，返回 将 password 修改到满足强密码条件需要的最少修改步数。如果 password 已经是强密码，则返回 0 。 在一步修改操作中，你可以：
- 插入一个字符到 password ，
- 从 password 中删除一个字符，或
- 用另一个字符来替换 password 中的某个字符。
提示：
由字母、数字、点 '.' 或者感叹号 '!'
示例 1：
输入：password = "a"
输出：5
示例 2：
输入：password = "aA1"
输出：3
示例 3：
输入：password = "1337C0d3"
输出：0
整理题意： 该题并未涉及主流数据结构和算法，只需要按照题意分类讨论模拟即可。
解题思路
根据题目中的要求，我们可以将给定的字符串按照长度分成三类，进行分类讨论，即：
设字符串长度为n：
- ；
- ；
- ；
- n < 6 的情况： 当 n < 6 时我们对字符串进行删除或者替换操作都是没有意义的，在使用相同次数的操作，直接插入一个字符能够达到同样（或者更好）的效果。因此，我们只考虑插入字符操作，为了保证字符串长度和字符种类均满足题目要求，操作的次数为 6 − n 与 3 - (字符种类) 中的较大值，这里的 6 - n 表示为了满足字符串长度要求的最小操作次数，3 - (字符种类) 中的 (字符种类) 表示仅包含大小写字母和数字这三种字符的字符种类数，所以 3 - (字符种类) 表示还缺少的字符种类数，即满足字符种类的最小操作数。
- 6 <= n <= 20的情况： 当 6 <= n <= 20 时我们对字符串进行删除或者插入操作是没有意义的，在使用相同次数的操作，直接替换一个字符能够达到同样（或者更好）的效果。因此我们只需要考虑替换字符操作，对于连续的 k 个相同的字符，我们可以替换其中 个，使得不存在 3 个连续相同的字符（即每数 3 个字符就替换一次）。同时，我们还需要保证最终字符串包含全部的 3 类字符，因此替换操作的次数为 (所有的 之和) 与 (3−(字符种类)) 中的较大值。
- 20 < n的情况： 当 20 < n 时我们对字符串进行插入操作是没有意义的，可以这么想，如果插入了一个字符，但是最后为了满足题目字符串长度要求，还得删除一个字符，那么在使用相同次数的操作，不使用插入字符操作能够达到同样（或者更好）的效果。那么这里还剩下替换操作和删除操作，首先我们可以考虑将字符串删除到第2种情况（6 <= n <= 20），然后再进行替换操作，那么问题来了，怎么删除才能使得最后替换时的操作次数最小呢，我们删除连续长度大于等于3的字符串时能够使得最后替换字符操作的次数减少，但是面对多个连续长度大于等于3的字符串时我们该如何选择才能使得答案最优呢，这里举例说明，比如
aaa，bbbb，ccccc这三个字符串，对于这三个字符，在最后替换的时候都需要1次替换来使得它们满足题目要求，但是这三个字符串对于删除的次数却不相同，aaa需要删除1个字符也就是1次删除操作，bbbb需要2次删除操作，ccccc需要3次删除操作，我们想的是利用最少的删除次数，最大的减少最后替换的次数，因此在删除字符时，我们优先从所有 的连续相同字符组中删除 1 个字符（这样可以使得替换字符的操作次数同时减少 1），其次从所有 的连续相同字符组中删除 2 个字符，最后每删除 3 个字符，可以使得替换的操作次数减少 1。最终删除需要的次数为 n - 20，替换需要的次数为 (所有的 之和) ，但可以通过删除字符操作省去若干次替换字符操作，最后得到的真正需要的替换操作次数还需要与 (3−(字符种类)) 取较大值，保证最终字符串包含全部的 3 类字符。
题目总结
该题字符串长度不超过20时较容易处理，超过20时正确处理替换操作和删除操作的方法较难想到。
代码部分
class Solution {
public:
int strongPasswordChecker(string password) {
int n = password.length();
//判断password中是否含有小写、大写字母和数字；
bool lower, upper, digit;
lower = upper = digit = false;
for(int i = 0; i < n; i++){
if(islower(password[i])) lower = true;
if(isupper(password[i])) upper = true;
if(isdigit(password[i])) digit = true;
}
//含有大小写字母和数字的种类数
int sum = lower + upper + digit;
//如果长度n < 6，插入字符操作为最优，插入个数取最大值
if(n < 6) return max(6 - n, 3 - sum);
//如果长度n <= 20，替换字符操作为最优，替换个数为连续字符/3的总和
else if(n <= 20){
int k = 0, num = 1;
for(int i = 1; i < n; i++){
if(password[i] == password[i - 1]) num++;
else{
k += num / 3;
num = 1;
}
}
//考虑字符串尾部连续字符情况
k += num / 3;
//保证字符种类满足要求，取max
return max(k, 3 - sum);
}
//难点：如果n > 20
else{// n > 20
//统计替换次数replace和移除次数remove
int replace = 0, remove = n - 20;
//记录连续字符长度num，记录需要移除两个字符（num % 3 == 1）的个数
int num = 1, rm2 = 0;
for(int i = 1; i < n; i++){
if(password[i] == password[i - 1]) num++;
else{
//优先删除一个字符的情况，使得变为num % 3 == 2，每移除1个字符减少1次替换
if(remove > 0 && num % 3 == 0){//是可以保证num != 0
remove--;
replace--;
}
//记录需要移除两个字符的个数，使得变为num % 3 == 2，注意这里需要num > 3，才能移除2个字符
else if(num > 3 && num % 3 == 1) rm2++;
//剩下的都是num % 3 == 2的情况，无需显式记录，每移除3个字符减少1次替换
replace += num / 3;
num = 1;
}
}
//考虑字符串尾部连续字符情况
if(remove > 0 && num % 3 == 0){
remove--;
replace--;
}
else if(num > 3 && num % 3 == 1) rm2++;
replace += num / 3;
//处理num % 3 == 1的情况也就是rm2记录的个数，同时要考虑replace和remove的次数
int use2 = min({rm2, replace, remove / 2});
//每移除2个字符减少1次替换
replace -= use2;
remove -= use2 * 2;
//处理num % 3 == 2的情况，考虑每移除3个字符，减少1次替换
int use3 = min({replace, remove / 3});
//因为replace记录了每3个连续字符就需要替换1次，所以replace即为num % 3 == 2的情况个数
replace -= use3;
remove -= use3 * 3;
//n - 20次remove是必须的，但是在这n - 20次remove中可以减少replace的次数
//最后replace的次数还需要与缺少的字符种数取最大值，保证字符种类满足要求
return n - 20 + max({replace, 3 - sum});
}
}
};
结束语
默默耕耘，是为了在明天硕果累累；沉淀积累，是为了在未来厚积薄发。成功不是一蹴而就，唯有潜心笃志、积蓄力量，才能迎来开花之时。
