青训营X豆包MarsCode 技术训练营AI刷题：找单独的数 ｜ 豆包MarsCode AI 刷题

题目解析

题目：特殊字符串的最小替换次数

问题描述：
小F得到了一个特殊的字符串，这个字符串只包含字符A、S、D、F，其长度总是4的倍数。他的任务是通过尽可能少的替换，使得A、S、D、F这四个字符在字符串中出现的频次相等。求出实现这一条件的最小子串长度。

思路解析：

1. 理解问题：

   • 字符串只包含A、S、D、F，且长度是4的倍数。
   • 目标是使得这四个字符在字符串中出现的次数相等。
   • 需要找到最小的子串长度，使得通过替换这个子串中的字符可以达到目标。

2. 数据结构选择：

   • 使用一个计数器数组count来记录每个字符的出现次数。
   • 使用滑动窗口来找到最小的子串。

3. 算法步骤：

   • 统计每个字符的出现次数。
   • 计算每个字符需要替换的次数，使得所有字符的出现次数相等。
   • 使用滑动窗口来找到最小的子串，使得通过替换这个子串中的字符可以达到目标。

图解：

• 假设字符串为"ASAFASAFADDD"，长度为12。
• 统计字符出现次数：A: 4, S: 3, D: 3, F: 2。
• 计算每个字符需要替换的次数：A: 0, S: 1, D: 1, F: 2。
• 使用滑动窗口找到最小的子串，使得通过替换这个子串中的字符可以达到目标。

代码详解： def solution(input): n = len(input) target_count = n // 4 count = [0] * 4 # 0: A, 1: S, 2: D, 3: F

# 统计每个字符的出现次数
for char in input:
    if char == 'A':
        count[0] += 1
    elif char == 'S':
        count[1] += 1
    elif char == 'D':
        count[2] += 1
    elif char == 'F':
        count[3] += 1

# 计算每个字符需要替换的次数
need_replace = [max(0, count[i] - target_count) for i in range(4)]

# 如果所有字符已经满足条件，直接返回0
if sum(need_replace) == 0:
    return 0

# 使用滑动窗口找到最小的子串
left = 0
min_length = n
window_count = [0] * 4

for right in range(n):
    if input[right] == 'A':
        window_count[0] += 1
    elif input[right] == 'S':
        window_count[1] += 1
    elif input[right] == 'D':
        window_count[2] += 1
    elif input[right] == 'F':
        window_count[3] += 1
    
    while all(window_count[i] >= need_replace[i] for i in range(4)):
        min_length = min(min_length, right - left + 1)
        if input[left] == 'A':
            window_count[0] -= 1
        elif input[left] == 'S':
            window_count[1] -= 1
        elif input[left] == 'D':
            window_count[2] -= 1
        elif input[left] == 'F':
            window_count[3] -= 1
        left += 1

return min_length

if name == "main": print(solution("ADDF") == 1) print(solution("ASAFASAFADDD") == 3)

知识总结

新知识点：

• 滑动窗口：滑动窗口是一种常用的算法技巧，用于解决数组/字符串的子串问题。通过维护一个窗口，可以在O(n)的时间复杂度内解决问题。
• 计数器数组：使用数组来统计字符的出现次数，可以快速计算每个字符的频次。

理解与建议：

• 滑动窗口：滑动窗口的核心思想是通过调整窗口的左右边界来找到满足条件的子串。理解滑动窗口的关键在于如何判断窗口是否满足条件，以及如何调整窗口的大小。
• 计数器数组：计数器数组可以用于统计字符的出现次数，适用于需要频繁查询字符频次的场景。

学习建议：

• 多练习：通过多做类似的题目，加深对滑动窗口和计数器数组的理解。
• 总结规律：总结不同类型题目的解题规律，形成自己的解题思路。