【算法】替换后的最长重复字符

难度：中等

题目：

给你一个字符串 s 和一个整数 k 。你可以选择字符串中的任一字符，并将其更改为任何其他大写英文字符。该操作最多可执行 k 次。

在执行上述操作后，返回

包含相同字母的最长子字符串的长度。

示例 1：

输入：s = "ABAB", k = 2
输出：4
解释：用两个'A'替换为两个'B',反之亦然。

示例 2：

输入：s = "AABABBA", k = 1
输出：4
解释：
将中间的一个'A'替换为'B',字符串变为 "AABBBBA"。
子串 "BBBB" 有最长重复字母, 答案为 4。
可能存在其他的方法来得到同样的结果。

提示：

• 1 <= s.length <= 105
• s 仅由大写英文字母组成
• 0 <= k <= s.length

解题思路：

滑动窗口可以动态地调整字符串中的一段连续子串，通过增加或减少窗口的大小，我们可以在 O(n) 的时间复杂度内找到满足条件的最长子串。具体到这个问题中，我们需要找到一个子串，使得其中任意一个字符的频率加上 k 次更改操作后不超过子串的长度。

1. 初始化变量：定义两个指针 left 和 right，分别表示窗口的左右边界。定义一个变量 maxCount 来记录窗口内出现次数最多的字符的频率。定义一个变量 maxLength 来记录满足条件的最长子串的长度。
2. 使用哈希表：创建一个哈希表 freq 来记录窗口内各个字符出现的频率。
3. 扩展窗口：移动 right 指针，将新加入的字符频率加一，并更新 maxCount 为当前窗口内出现次数最多的字符的频率。
4. 收缩窗口：如果窗口内的字符种类数加上 k 次更改操作仍不足以覆盖窗口内的所有字符（即窗口内字符数量 - maxCount > k），则移动 left 指针，将对应的字符频率减一。
5. 更新最长子串长度：在每次移动 right 指针后，更新 maxLength 为当前窗口的长度（即 right - left + 1）和 maxLength 的较大值。
6. 返回结果：最后返回 maxLength 即为所求的最长子串的长度。

JavaScript实现：

/**
 * @param {string} s
 * @param {number} k
 * @return {number}
 */
var characterReplacement = function(s, k) {
    let left = 0, right = 0, maxLength = 0, maxCount = 0;
    const freq = {};

    while (right < s.length) {
        // 扩展窗口，更新频率
        freq[s[right]] = (freq[s[right]] || 0) + 1;
        maxCount = Math.max(maxCount, freq[s[right]]);
        
        // 如果窗口内的字符种类数加上 k 次更改操作仍不足以覆盖窗口内的所有字符
        if ((right - left + 1) - maxCount > k) {
            // 收缩窗口
            freq[s[left]] -= 1;
            left++;
        }
        
        // 更新最长子串长度
        maxLength = Math.max(maxLength, right - left + 1);
        
        // 扩展窗口
        right++;
    }

    return maxLength;
};