青训营X豆包MarsCode技术训练营伴学笔记（3）｜最少字符串操作次数｜豆包MarsCode AI刷题青训营X豆包Ma

一、题目解析

1. 问题描述

小U得到一个只包含小写字母的字符串 S。她可以执行如下操作：每次选择字符串中两个相同的字符删除，然后在字符串末尾添加一个任意的小写字母。小U想知道，最少需要多少次操作才能使得字符串中的所有字母都不相同？

测试样例

样例1：

输入：S = "abab"
输出：2

样例2：

输入：S = "aaaa"
输出：2

样例3：

输入：S = "abcabc"
输出：3

2. 题目解析

本题要求最少的操作次数，使得字符串中所有字母都不相同。操作允许小U选择字符串中两个相同的字符删除，然后在字符串末尾添加一个任意的小写字母。分析如下：

统计字符频次：计算字符串中每个字符出现的次数。

计算重复字符的数量：如果一个字符出现次数大于1，说明该字符重复，需要消除至唯一。

操作次数：每对相同字符可通过一次操作进行消除，因此我们将每个字符的重复对数相加，得到最少的操作次数。

思路：

使用字典统计字符串中每个字符的频次。

对于每个字符，若出现次数大于1，说明该字符存在重复。每两次相同字符需要一次操作来消除，计算所有字符的消除次数并求和。

最后得出所有字符消除至唯一所需的最少操作次数。

图解：

例如，给定字符串 S = "abab"：

统计字符频次，得 {'a': 2, 'b': 2}。

字符 'a' 和 'b' 各出现2次，因此各需要1次操作消除多余字符，最终得到2次操作的总数。**

测试样例分析：

示例1: 输入 "abab"，字符 'a' 和 'b' 各有2个，需要2次操作。
示例2: 输入 "aaaa"，字符 'a' 有4个，需要2次操作。
示例3: 输入 "abcabc"，每个字符均重复2次，需要3次操作。

3. 代码详解

from collections import Counter

def solution(S: str) -> int:
    count = Counter(S)  # 统计每个字符的出现次数
    operations = 0  # 记录需要的操作次数

    # 遍历字符频率
    for freq in count.values():
        if freq > 1:
            # 计算需要的操作次数，每两个相同字符需要一次操作
            operations += freq // 2

    return operations
    pass

4. 时间和空间复杂度分析

时间复杂度：遍历字符串进行字符频次统计的时间复杂度为 $O(N)$ ，其中 $N$ 为字符串的长度。

空间复杂度：使用了一个字典来存储字符的频次，空间复杂度为 $O(M)$ ，其中 $M$ 为不同字符的数量，最大为26。

二、知识总结

新知识点：

频次统计：使用 Counter 可快速统计字符频次，是处理字符串类问题的重要工具。
成对计数：通过 count // 2 的整除操作，计算出重复字符对数，有助于减少操作次数。
字符串消除操作的应用：本题中，操作次数取决于字符的成对消除，这种思想在类似去重、最小化操作次数的题目中有较广泛应用。

个人理解与学习建议：

熟练掌握 Counter 的使用，包括如何进行字符统计和处理频次数据。
多练习基于字符频次处理的题目，如去重、字符消除等，培养对字符串中频次分析的敏感度。
注意操作最小化的思维训练，通过成对计数等方式减少多余操作，是许多字符串类题目中提升效率的关键。

三、学习计划

问题分解：将问题分解为“频次统计”“成对消除”等小步骤，逐步解决复杂问题。
刷题计划：每天进行类似字符串频次题目的练习，建议分为简单、中等、进阶等三类，每天选择1-2道题进行练习。
错题集：对每道题进行错误总结和优化思路的复盘，形成错题集，定期回顾以巩固。

四、工具运用

利用 AI 结合学习资源：

代码生成和优化：编写代码后，使用AI工具帮助检查和优化，减少冗余代码，并找出逻辑或效率上的改进。
题解生成：通过AI生成题解，帮助快速总结解题思路。可以使用AI解释不同的思路和方法，提高解题技巧。
与在线题库结合：在豆包 MarsCode AI 等题库中找到相似题目，并结合AI解题工具，逐步构建题目间的联系，加深理解。