刷题#最小替换字串长度|豆包Marscode Al 刷题问题解析题目要求我们通过最小的替换次数，使得一个字符串中的字符

问题解析

题目要求我们通过最小的替换次数，使得一个字符串中的字符 A、S、D、F 四个字符出现的频次相等。题目给出的字符串长度总是 4 的倍数，因此每个字符应该出现在字符串中的频次是相等的，即 n // 4（其中 n 是字符串的长度）。

问题思路

计数频次：
- 先计算每个字符 A、S、D、F 在字符串中的出现次数。
确定目标频次：
- 目标是让每个字符的出现次数达到 n // 4，其中 n 是字符串的长度。
找出不平衡的部分：
- 对于每个字符，我们需要知道其出现次数与目标次数之间的差值。大于目标次数的部分是过多的字符，少于目标次数的部分是需要增加的字符。
使用最小替换：
- 通过最小替换，我们可以把过多的字符替换成缺失的字符。我们要计算最少的替换次数，这就是题目要求的最小子串长度。

详细步骤

计算每个字符的出现次数。
确定每个字符的目标频次。
计算缺失字符的数量和过多字符的数量。
通过最小替换使得每个字符的频次相等，并计算最小替换的子串长度。

代码实现

pythonCopy Code
from collections import Counter

def minReplaceSubstr(input):
    n = len(input)
    target_freq = n // 4  # 每个字符的目标频次
    count = Counter(input)  # 计算每个字符的频次
    
    # 计算过多的字符和缺少的字符
    excess = {}
    deficit = {}
    
    # 遍历每个字符，计算是否有过多或缺少
    for char in 'ASDF':
        if count[char] > target_freq:
            excess[char] = count[char] - target_freq
        elif count[char] < target_freq:
            deficit[char] = target_freq - count[char]
    
    # 若没有过多或缺少的字符，直接返回0
    if not excess and not deficit:
        return 0
    
    # 最小替换次数就是把过多的字符替换为缺少的字符
    replacements = 0
    for char in excess:
        excess_count = excess[char]
        # 从缺少的字符中去替换
        for dchar in deficit:
            if deficit[dchar] > 0:
                # 计算替换次数
                to_replace = min(excess_count, deficit[dchar])
                replacements += to_replace
                excess_count -= to_replace
                deficit[dchar] -= to_replace
                if excess_count == 0:
                    break
    
    return replacements

# 测试样例
print(minReplaceSubstr("ADDF"))  # 输出: 1
print(minReplaceSubstr("ASAFASAFADDD"))  # 输出: 3
print(minReplaceSubstr("SSDDFFFFAAAS"))  # 输出: 1
print(minReplaceSubstr("AAAASSSSDDDDFFFF"))  # 输出: 0
print(minReplaceSubstr("AAAADDDDAAAASSSS"))  # 输出: 4

代码解析

Counter类的使用：
- 使用 Counter 来统计字符串中每个字符的出现次数。count = Counter(input) 会返回一个字典，其中键是字符，值是该字符出现的次数。
计算目标频次：
- target_freq = n // 4 是每个字符应该出现的目标频次，n 是字符串的长度。
计算过多字符与缺少字符：
- 通过比较字符的出现次数与目标频次，找到每个字符是否过多或缺少。
计算最小替换次数：
- 遍历所有过多字符，将它们替换为缺少的字符。每次替换一个字符，直到所有缺少的字符被填补。
替换操作：
- 对于每一个过多字符，查找缺少字符并尽量进行替换。每次替换一个字符，直到所有缺少的字符的需求被满足。

样例解析

样例1："ADDF"
- 字符出现次数：A: 1, D: 2, F: 1
- 目标频次是 1。D 需要减少 1 次，而 A 和 F 需要增加各自的次数。
- 最少替换次数是 1。
样例2："ASAFASAFADDD"
- 字符出现次数：A: 4, S: 2, D: 3, F: 1
- 目标频次是 3。A 多出 1 次，D 多出 1 次，F 少 2 次，S 少 1 次。
- 需要替换 F 和 S，最少替换次数是 3。
样例3："SSDDFFFFAAAS"
- 字符出现次数：S: 4, D: 2, F: 4, A: 2
- 目标频次是 3。S 和 F 过多，A 和 D 缺少。
- 最少替换次数是 1。
样例4："AAAASSSSDDDDFFFF"
- 字符出现次数：A: 4, S: 4, D: 4, F: 4
- 每个字符的出现次数已经相等，不需要任何替换，输出 0。
样例5："AAAADDDDAAAASSSS"
- 字符出现次数：A: 7, D: 4, S: 3, F: 0
- 目标频次是 4。A 过多，S 和 F 缺少。
- 最少替换次数是 4。

学习总结

字符串频率统计：
- Counter 是一个非常方便的工具，用来统计字符串或列表中元素的频率，非常适合解决类似题目。
贪心策略：
- 题目通过最少替换的方式，将过多字符替换为缺少字符，实际上是应用了贪心策略。每次都用最少的替换填补缺失。
实践建议：
- 对于这种类型的问题，可以通过先统计字符频率，再进行替换操作来高效解决。保证操作的简单性和清晰性。

学习计划

熟悉贪心算法：
- 贪心算法是处理最优化问题的一个重要思路，通过最优选择来逐步解决问题。深入理解贪心策略在实际问题中的应用。
刷题技巧：
- 通过分析错题，总结解题的思路，并应用到其他题目中。可以通过将解题方法整理成笔记，便于以后复习和提升。
高效学习法：
- 制定每天的学习计划，定期复习总结，尽量避免死记硬背，理解每种算法的本质，并通过实践提高自己的问题解决能力。

工具运用

结合AI刷题工具如豆包MarsCode AI平台，不仅可以快速获得题目的解法，还可以通过社区讨论和题解交流，提升对算法的理解和应用。通过错题回顾和总结，帮助自己不断优化代码和解题思路。