AI刷题95. 字符替换与最长子串问题｜豆包MarsCode AI刷题一. 问题描述小R得到了一个由大写字母组成的字

一. 问题描述

小R得到了一个由大写字母组成的字符串，长度为 n。她可以对字符串中的字符进行修改，每次操作允许将某个位置的字符修改为任意字符。例如，字符串 ABC 的第一个字符 A 改为 B，则字符串变为 BBC。她最多可以进行 k 次这样的修改。

小R想知道，通过最多 k 次修改后，字符串中由最多两种不同字母组成的最长连续子串的长度是多少。

测试样例

样例1：

输入：n = 6 ,k = 1 ,inp = "ABCBAD"
输出：5

样例2：

输入：n = 5 ,k = 1 ,inp = "AEABD"
输出：4

样例3：

输入：n = 8 ,k = 2 ,inp = "AAAABBCD"
输出：8

题目链接:www.marscode.cn/practice/36…

二. 思路解析

2.1 问题理解

我们需要找到一个由最多两种不同字母组成的最长连续子串，并且可以通过最多 k 次修改来实现。这里的修改是指将某个位置的字符修改为任意字符。

2.2 数据结构选择

由于我们需要处理字符串，并且需要频繁地访问和修改字符串中的字符，因此选择字符串作为主要的数据结构是合适的。

三. 解题步骤

3.1 算法步骤

双层循环：我们需要尝试将字符串中的每个字符作为目标字符之一。由于字符串只包含大写字母，因此我们可以使用两个嵌套的循环来遍历所有可能的目标字符对（target1 和 target2）。
滑动窗口：使用滑动窗口技术来找到满足条件的最长子串。滑动窗口由两个指针 left 和 right 组成，表示当前窗口的左右边界。
修改次数管理：在滑动窗口的过程中，我们需要记录当前窗口内需要修改的字符数 changes。如果 changes 超过 k，则需要移动 left 指针，直到 changes 小于等于 k。
更新最大长度：在每次移动 right 指针时，更新最大长度 maxLength。

3.2 具体步骤

初始化：初始化 maxLength 为 0。
双层循环：外层循环遍历所有可能的目标字符 target1，内层循环遍历所有可能的目标字符 target2。
滑动窗口：
- 初始化 left 和 right 指针为 0。
- 初始化 changes 为 0。
- 当 right 指针小于 n 时，执行以下操作：
  - 如果当前字符 inp.charAt(right) 既不是 target1 也不是 target2，则 changes 加 1。
  - 如果 changes 超过 k，则移动 left 指针，直到 changes 小于等于 k。
  - 更新 maxLength 为当前窗口长度 right - left + 1 和 maxLength 中的较大值。
  - 移动 right 指针。
返回结果：返回 maxLength。

3.3 复杂度分析

3.3.1 时间复杂度分析

双层循环：
- 外层循环遍历所有可能的目标字符 target1，从 'A' 到 'Z'，共 26 次。
- 内层循环遍历所有可能的目标字符 target2，从 'A' 到 'Z'，共 26 次。
- 因此，双层循环的总次数为 26 * 26 = 676 次。
滑动窗口：
- 在每次双层循环中，滑动窗口的 right 指针会遍历整个字符串 inp，长度为 n。
- 在每次滑动窗口的过程中，left 指针最多移动 n 次。
- 因此，滑动窗口的总操作次数为 O(n)。

综合以上分析，双层循环和滑动窗口的总时间复杂度为 O(26^2 * n)，即 O(676 * n)。由于 676 是一个常数，因此实际的时间复杂度为 O(n)。

3.3.2 空间复杂度分析

变量存储：
- 代码中使用了几个变量来存储指针、计数器和最大长度，这些变量的空间占用是常数级别的，即 O(1)。
字符串：
- 输入字符串 inp 的空间占用为 O(n)，其中 n 是字符串的长度。

综合以上分析，代码的空间复杂度为 O(n)，主要由输入字符串的空间占用决定。

四. Code

public class Main {
    
    public static int solution(int n, int k, String inp) {
        int maxLength = 0;
        
        // 尝试将字符串中的每个字符作为目标字符之一
        for (char target1 = 'A'; target1 <= 'Z'; target1++) {
            for (char target2 = 'A'; target2 <= 'Z'; target2++) {
                if (target1 == target2) continue; // 跳过相同字符的情况
                
                int left = 0, right = 0;
                int changes = 0;
                
                // 使用滑动窗口来找到最大长度
                while (right < n) {
                    if (inp.charAt(right) != target1 && inp.charAt(right) != target2) {
                        changes++;
                    }
                    
                    // 如果修改次数超过k，移动左指针
                    while (changes > k) {
                        if (inp.charAt(left) != target1 && inp.charAt(left) != target2) {
                            changes--;
                        }
                        left++;
                    }
                    
                    // 更新最大长度
                    maxLength = Math.max(maxLength, right - left + 1);
                    right++;
                }
            }
        }
        
        return maxLength;
    }

    public static void main(String[] args) {
        // Add your test cases here
        System.out.println(solution(6, 1, "ABCBAD") == 5);
        System.out.println(solution(5, 1, "AEABD") == 4);
    }
}

五.总结

通过使用AI解决编程题目，开发者可以获得以下好处：

提高效率：AI可以自动生成代码和测试用例，减少手动编写代码的时间。
优化性能：AI提供代码优化建议，帮助开发者提升代码的性能。
学习提升：AI提供解题思路和算法步骤的解析，帮助开发者学习新的编程技巧。

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