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。
问题理解
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输入字符串的特点：
- 字符串只包含
A、S、D、F四个字符。 - 字符串的长度总是4的倍数。
- 字符串只包含
-
目标：
- 通过尽可能少的替换操作，使得
A、S、D、F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。
- 通过尽可能少的替换操作，使得
解题思路
-
频次统计：
- 首先统计字符串中
A、S、D、F四个字符的出现次数。 - 由于字符串长度是4的倍数，理想情况下每个字符的出现次数应该是
len(input) / 4。
- 首先统计字符串中
-
计算差异：
- 计算每个字符的实际出现次数与理想出现次数的差异。
- 如果某个字符的实际出现次数多于理想出现次数，则需要通过替换操作减少该字符的出现次数。
-
滑动窗口：
- 使用滑动窗口技术来找到最小的子串，使得通过替换该子串中的字符可以使得整个字符串满足频次相等的条件。
- 滑动窗口的大小应该是所有字符差异的总和。
算法步骤
-
初始化：
- 统计每个字符的出现次数。
- 计算每个字符的差异（实际出现次数 - 理想出现次数）。
-
滑动窗口：
- 使用两个指针（左指针和右指针）来表示当前窗口的范围。
- 移动右指针扩展窗口，直到窗口内的字符可以满足替换需求。
- 移动左指针缩小窗口，尝试找到更小的窗口。
-
返回结果：
- 返回找到的最小窗口大小。
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代码提示
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统计字符频次：
- 首先，你需要统计字符串中
A、S、D、F四个字符的出现次数。
- 首先，你需要统计字符串中
-
计算差异：
- 计算每个字符的实际出现次数与理想出现次数的差异。
-
滑动窗口：
- 使用滑动窗口技术来找到最小的子串，使得通过替换该子串中的字符可以使得整个字符串满足频次相等的条件。
代码框架
python
def solution(input):
# 统计字符频次
count_A = input.count('A')
count_S = input.count('S')
count_D = input.count('D')
count_F = input.count('F')
# 理想出现次数
ideal_count = len(input) // 4
# 计算差异
diff_A = max(0, count_A -
ideal_count)
diff_S = max(0, count_S -
ideal_count)
diff_D = max(0, count_D -
ideal_count)
diff_F = max(0, count_F -
ideal_count)
# 如果已经满足条件，直接返回0
if diff_A == 0 and diff_S == 0
and diff_D == 0 and diff_F == 0:
return 0
# 滑动窗口初始化
left = 0
right = 0
min_length = len(input)
window_count = {'A': 0, 'S': 0,
'D': 0, 'F': 0}
# 扩展窗口
while right < len(input):
# 更新窗口内字符计数
window_count[input[right]]
+= 1
right += 1
# 检查窗口是否满足替换需求
while all(window_count
[char] >= diff_char for
char, diff_char in zip
('ASDF', [diff_A, diff_S,
diff_D, diff_F])):
# 更新最小窗口长度
min_length = min
(min_length, right -
left)
# 缩小窗口
window_count[input
[left]] -= 1
left += 1
return min_length
if name == "main":
# 你可以添加更多测试用例
print(solution("ADDF") == 1)
print(solution("ASAFASAFADDD")
== 3)
关键步骤解释
-
统计字符频次：
- 使用
input.count('A')等方法统计每个字符的出现次数。
- 使用
-
计算差异：
- 计算每个字符的实际出现次数与理想出现次数的差异，使用
max(0, count_A - ideal_count)确保差异为非负数。
- 计算每个字符的实际出现次数与理想出现次数的差异，使用
-
滑动窗口：
- 使用
left和right指针表示窗口的范围。 - 扩展窗口时，更新窗口内字符的计数。
- 检查窗口是否满足替换需求，如果满足则更新最小窗口长度并尝试缩小窗口。
- 使用
