最少字符串操作次数问题解析 | 豆包MarsCode AI刷题

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学习方法与心得

在学习编程的过程中，刷题是提升解决问题能力和算法思维的一个重要途径。通过豆包MarsCode AI的刷题平台，我学习了如何通过不同的算法技巧解决实际编程问题，并且逐步掌握了算法的实现细节与思路。在学习这道题（最少字符串操作次数问题）时，我深刻认识到：刷题不仅是实现代码，更重要的是要从题目中总结出思维模型与解题方法。

通过这道题，我意识到在处理字符频率相关的问题时，可以通过哈希表（HashMap）来高效存储和处理字符出现的次数，进而利用字符频率来推导出解题步骤。这种通过统计问题转化为数学运算的问题思维让我受益匪浅。总体来说，刷题的过程中最重要的心得就是要培养解决问题的思维方法，而不仅仅是写出代码。

题目解析

题目背景
题目给定一个只包含小写字母的字符串 S，要求通过最少次数的操作，使得字符串中的所有字母都不重复。每次操作可以选择两个相同的字符删除，并在字符串末尾添加一个新的字符。

思路分析

  1. 字符频率统计：问题的关键在于找到重复字符的数量。我们可以使用哈希表统计每个字符出现的次数。
  2. 删除字符操作：对于每个字符的出现次数，如果次数是偶数，那么可以完全通过操作删除；如果是奇数，则需要删除一对字符后，剩下一个字符。
  3. 操作次数计算：每删除一对相同字符，操作次数就增加一次。操作次数是所有字符频率除以 2 的总和。

图解思路：

  • 假设字符串为 "abab"，字符 'a' 和 'b' 各出现两次。通过删除 'a' 和 'b' 各自的一对字符，最终留下一个不同的字符，完成操作。
  • 对于更复杂的情况，像 "aaaa"，字符 'a' 出现四次，通过两次操作删除两对字符。

代码详解：

import java.util.HashMap;

public class Main {
    public static int solution(String S) {
        // 使用 HashMap 来统计字符出现的频次
        HashMap<Character, Integer> freqMap = new HashMap<>();
        
        // 统计字符串中每个字符的频次
        for (char c : S.toCharArray()) {
            freqMap.put(c, freqMap.getOrDefault(c, 0) + 1);
        }
        
        int operations = 0;
        
        // 遍历字符的频次，计算需要的操作次数
        for (int count : freqMap.values()) {
            operations += count / 2;  // 每次删除两个相同字符
        }
        
        return operations;
    }

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(solution("abab") == 2);  // 输出 true
        System.out.println(solution("aaaa") == 2);  // 输出 true
        System.out.println(solution("abcabc") == 3);  // 输出 true
    }
}

核心思想：通过统计每个字符的频次，然后每一对字符（即频次除以 2）都会被删除，直到剩下不重复的字符。

知识总结

在解决此类字符处理问题时，我总结了以下几条关键点：

  1. 哈希表的应用：通过哈希表（HashMap）统计字符出现次数，是解决字符频率相关问题的常见方法。哈希表提供了 O(1) 的查找时间，极大提高了效率。
  2. 数学化问题：问题本质上是一个“去重”问题，删除重复字符的次数可以通过字符出现次数的数学运算来推导。通过整除操作（count / 2），我们能高效计算出所需操作次数。
  3. 贪心思想：每次删除两个相同字符是最优策略，避免多次处理相同字符。通过贪心选择最容易减少的字符，可以迅速完成任务。

学习计划

结合豆包MarsCode AI的刷题功能，我制定了以下高效学习计划：

  1. 基础打牢：选择简单的题目练习基础算法（如数组、字符串处理），通过反复练习提高代码的熟练度和理解力。
  2. 分析错题：每次做错的题目都要详细分析，理解错误的原因。通过修正错误，避免下次再犯，并总结出正确的思维方式。
  3. 时间管理：设定每天刷题的时间和数量，合理安排刷题计划，保证每天都能有所进步。每天解决 1-2 道新题目并进行总结。
  4. 阶段性总结：每周对所学的题目进行复习，针对难点进行再学习，加深理解，并进行代码优化。

工具运用

除了豆包MarsCode AI刷题平台，我还结合了以下学习工具进行高效学习：

  1. LeetCode：作为补充，LeetCode 提供了更丰富的题目，帮助我接触到更多种类的题目和算法。
  2. 在线教程和文档：通过查阅相关算法书籍和在线文档（如《算法导论》、GeeksforGeeks）深入学习算法的理论背景和实现。
  3. 代码调试工具：使用 IDE（如 IntelliJ IDEA 或 VS Code）进行代码调试和单元测试，帮助我更好地理解代码的执行过程和逻辑。

对入门同学的学习建议

对于刚入门的同学，建议从简单的题目做起，不要急于挑战复杂问题。通过逐步掌握基本数据结构和算法，慢慢构建自己的解题框架。在做题的过程中，要注重总结，理解每道题目的解题思路，不仅仅是记住代码实现。

最重要的是，要善于反思错题。每次做错的题目，都是进步的机会。通过总结错题，不仅能避免同样的错误，还能发现潜在的知识盲区。

结语

通过豆包MarsCode AI的刷题平台，我不断提高自己的编程能力，尤其是在算法和数据结构的理解上有了显著提升。刷题不仅仅是为了完成任务，更是锻炼逻辑思维和问题分析能力的过程。希望通过不断学习，能够在未来的编程道路上走得更远。

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