leetcode weekly contest 159 周赛 5232. 替换子串得到平衡字符串 1234. Replace the Substring for Balanced String

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1. 解答

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

解答

动态规划。

先统计原字符串中，四个字母的个数。题目的要求可以转化为让每个字母的个数都是 length // 4 个。那么我们只看数量超过这个目标个数的字母。

我们想到的子串就是要包含这些数量超标字母，而且个数不小于他们超标数量。

我下面用 d 数组表示每个字母超标个数，有的为负数，说明不超标。

然后 dp[i] 表示，从 i 个字母开头（包含）的字串的最短长度。

dp[0] 好求，就是从头往后计算个字母个数，存到 d2 里。直到 d2 每个元素大于等于 d 的相应元素。

然后从 1 到 len(s) 求 dp。dp[i] 的长度一定大于等于 dp[i-1] - 1。我们可以直接在 d2 的基础上减去 s[i-1] 这个字母，就是 dp[i] 初始情况下个字母的个数了。如果不满足那么就按照 dp[i-1] - 1 的长度为起始，继续往下遍历。如果有不满足的情况，就结束 dp 数组的求解。

class Solution:
    def balancedString(self, s: str) -> int:
        c = {'Q': 0, 'W': 1, 'E': 2, 'R': 3}
        d = [0 for i in range(4)]
        for ch in s:
            d[c[ch]] += 1
        t = len(s) // 4
        for i in range(len(d)): d[i] -= t
        dp = [0 for i in range(len(s))]
        d2 = [0 for i in range(4)]
        i = 0
        while i < len(s):
            if d2[0] >= d[0] and d2[1] >= d[1] and d2[2] >= d[2] and d2[3] >= d[3]:
                break
            else:
                d2[c[s[i]]] += 1
            i += 1
        if i < 2: return i
        dp[0] = i
        minv = i
        for i in range(1, len(s)):
            d2[c[s[i-1]]] -= 1
            j = i + dp[i-1] - 1
            flag = False
            while j < len(s):
                if d2[0]>=d[0] and d2[1] >= d[1] and d2[2] >= d[2] and d2[3] >= d[3]:
                    flag = True
                    break
                else:
                    d2[c[s[j]]] += 1
                j += 1
            if not flag and not(d2[0]>=d[0] and d2[1] >= d[1] and d2[2] >= d[2] and d2[3] >= d[3]): 
                break
            dp[i] = j - i
            minv = min(minv, dp[i])
        return minv