小U得到一个只包含小写字母的字符串 S。她可以执行如下操作：每次选择字符串中两个相同的字符删除，然后在字符串末尾添加一个任意的小写字母。小U想知道，最少需要多少次操作才能使得字符串中的所有字母都不相同？
问题理解
给定一个只包含小写字母的字符串 S，我们需要通过一系列操作使得字符串中的所有字母都不相同。每次操作可以选择字符串中两个相同的字符删除，然后在字符串末尾添加一个任意的小写字母。我们需要计算最少需要多少次操作才能达到目标。
数据结构选择
- 字符频率计数：我们可以使用一个字典来统计每个字符在字符串中出现的频率。
- 优先队列：为了高效地处理频率最高的字符，我们可以使用一个优先队列（最大堆）来存储字符频率。
算法步骤
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统计字符频率：遍历字符串
S，统计每个字符的出现次数。 -
构建优先队列：将字符频率放入优先队列中，频率最高的字符优先处理。
-
处理字符频率：
-
从优先队列中取出频率最高的字符。
-
如果该字符的频率大于1，则需要进行操作：
- 减少该字符的频率（每次减少2，因为每次操作删除两个相同的字符）。
- 增加操作次数。
- 将剩余的频率重新放回优先队列。
-
-
返回操作次数：最终的操作次数即为所需的最少操作次数。
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代码提示
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统计字符频率：使用
collections.Counter来统计字符串中每个字符的出现次数。 -
构建优先队列：使用
heapq模块来实现一个最大堆。 -
处理字符频率：从优先队列中取出频率最高的字符，进行必要的操作，并更新操作次数。
代码框架
python
import heapq
from collections import Counter
def solution(S: str) -> int:
# 统计字符频率
freq = Counter(S)
# 构建优先队列（最大堆）
max_heap = [-count for count in
freq.values()]
heapq.heapify(max_heap)
# 初始化操作次数
operations = 0
# 处理字符频率
while max_heap:
# 取出频率最高的字符
count = -heapq.heappop
(max_heap)
# 如果频率大于1，需要进行操作
if count > 1:
# 减少频率（每次减少2）
count -= 2
# 增加操作次数
operations += 1
# 如果还有剩余频率，放回优先
队列
if count > 0:
heapq.heappush
(max_heap, -count)
return operations
if name == 'main':
print(solution(S = "abab") == 2)
print(solution(S = "aaaa") == 2)
print(solution(S = "abcabc") ==
3)
关键步骤解释
-
统计字符频率：
python
freq = Counter(S)
使用
Counter统计字符串中每个字符的出现次数。 -
构建优先队列：
python
max_heap = [-count for count in
freq.values()]
heapq.heapify(max_heap)
将字符频率转换为负数，以便使用
heapq实现最大堆。 -
处理字符频率：
python
while max_heap:
count = -heapq.heappop(max_heap)
if count > 1:
count -= 2
operations += 1
if count > 0:
heapq.heappush
(max_heap, -count)
从优先队列中取出频率最高的字符，进行必要的操作，并更新操作次数。
