[leetcode 周赛 159] 1234 替换子串等到平衡字符串

1234 Replace the Substring for Balanced String 替换子串等到平衡字符串

问题描述

有一个只含有 'Q', 'W', 'E', 'R' 四种字符，且长度为 n 的字符串。

假如在该字符串中，这四个字符都恰好出现 n/4 次，那么它就是一个「平衡字符串」。

给你一个这样的字符串 s，请通过「替换一个子串」的方式，使原字符串 s 变成一个「平衡字符串」。

你可以用和「待替换子串」长度相同的 任何 其他字符串来完成替换。

请返回待替换子串的最小可能长度。

如果原字符串自身就是一个平衡字符串，则返回 0。

示例 1：

输入： s = "QWER"
输出： 0
解释： s 已经是平衡的了。

示例 2：

输入： s = "QQWE"
输出： 1
解释： 我们需要把一个 'Q' 替换成 'R'，这样得到的 "RQWE" (或 "QRWE") 是平衡的。

示例 3：

输入： s = "QQQW"
输出： 2
解释： 我们可以把前面的 "QQ" 替换成 "ER"。

示例 4：

输入： s = "QQQQ"
输出： 3
解释： 我们可以替换后 3 个 'Q'，使 s = "QWER"。

提示：

• 1 <= s.length <= 10^5
• s.length 是 4 的倍数
• s 中只含有 'Q', 'W', 'E', 'R' 四种字符

思路

• 读题
  平衡字符串:4种字符出现次数相等 通过替换子串中任意字符得到平衡字符串
  有些像玩游戏洗点 加点(力体敏法), 将高过平均值的削减到平均值以下, 再将削减得到的点数进行分配
  

滑动窗口(双指针)

以prev为起点, next向后移动, 直到满足条件, 再试着移动prev

1. 满足条件则缩减了子串长度, 继续移动prev
2. 不满足则next继续移动

• 样例: "WQWQQRQE"
  

代码实现

滑动窗口

class Solution {
    public int balancedString(String s) {
        int len = s.length(), chrSize = 4;
        // 字符数量不足4个 或 不是4的倍数
        if (len < chrSize || len % chrSize != 0) {
            return -1;
        }

        int balanced = len / 4;
        char[] chrs = s.toCharArray();
        int[] cnt = new int[chrSize];
        for (char chr : chrs) {
            cnt[c2i(chr)]++;
        }
        // 如果已经是一个平衡字符串 不用修改
        if (check(cnt, balanced)) {
            return 0;
        }

        // 使用滑动窗口 [prev, next) 左闭右开
        int ans = Integer.MAX_VALUE, prev = 0, next = 0;
        while (next >= prev) {
            if (check(cnt, balanced)) {
                ans = Math.min(ans, next - prev);
                cnt[c2i(chrs[prev])]++;
                prev++;
            } else {
                if (next >= len) {
                    break;
                }
                cnt[c2i(chrs[next])]--;
                next++;
            }
            System.out.printf("ans:%d [prev:%d, next:%d] cnt:%s balanced:%d
", ans, prev, next, Arrays.toString(cnt), balanced);
            System.out.println(s.substring(0, prev) + "][" + s.substring(next, len) + " --> [" + s.substring(prev, next) + "]");
        }

        return ans;
    }

    private boolean check(int[] cnt, int balanced) {
        return cnt[c2i('Q')] <= balanced &&
                cnt[c2i('W')] <= balanced &&
                cnt[c2i('E')] <= balanced &&
                cnt[c2i('R')] <= balanced;
    }

    /**
     * 字符映射为数字
     * @param chr 被映射字符
     * @return 映射字符定义的数字
     */
    private int c2i(char chr) {
        // Q:0 W:1 E:2 R:3
        if (chr == 'Q') {
            return 0;
        } else if (chr == 'W') {
            return 1;
        } else if (chr == 'E') {
            return 2;
        } else if (chr == 'R') {
            return 3;
        } else {
            return -1;
        }
    }
}

参考资源

第 159 场周赛 全球排名