需要移除的最小字符数,使得给定字符串仅包含一对交替出现的字符


需要移除的最小字符数,使得给定字符串仅包含一对交替出现的字符,是计算机科学中一个常见问题,在涉及字符串操作的应用中经常遇到。

在本教程中,我们将使用 C++ 编程语言解决此问题。我们将首先详细解释问题陈述,并讨论其在各种现实世界应用中的重要性。

然后,我们将提供一个逐步解决此问题的算法,并演示其在 C++ 中的实现。最后,我们将总结我们解决方案的时间和空间复杂度的一些见解,并讨论潜在的改进领域。所以让我们开始吧!

问题陈述

该程序的目标是找到需要从给定字符串 'S' 中移除的最小字符数,以便将其转换为一个新字符串,其中仅存在两个交替出现的字符。

示例 1

输入

String S = "abccd"

输出

3

说明:在从原始字符串中消除所有 'c' 和 'd' 的实例后,我们得到结果字符串 "ab",其特征在于 'a' 和 'b' 交替出现。

示例 2

输入

String S = "adebbeeaebd"

输出

7

说明:在消除所有 'b' 和 'e' 的实例后,我们得到字符串 "adad",其特征在于 'a' 和 'd' 交替出现。

算法

步骤 1. 定义一个名为 ‘findLength’ 的函数,它接收三个参数:一个字符串 ‘s’ 以及两个字符 ‘i’ 和 ‘j’。

步骤 2. 在 ‘findLength’ 函数内部

  • 初始化一个名为 required 的变量为 i。

  • 初始化一个名为 length 的变量为 0,以跟踪字符数。

  • 遍历字符串 ‘s’ 中的每个字符 ‘curr’。

    • 如果当前字符 ‘curr’ 等于所需的字符 required

      • 将 length 加 1。

      • 更新 required 为另一个字符 (j),如果 required 当前为 i,或者更新为 i 如果它当前为 j。这确保了字符交替出现。

  • 返回最终的 length。

步骤 3. 定义一个名为 ‘minimumDeletions’ 的函数,它接收一个字符串 ‘S’ 作为参数。

步骤 4. 在 ‘minimumDeletions’ 函数内部

  • 初始化一个名为 len 的变量为 0,用于存储找到的交替字符的最大长度。

  • 获取字符串 ‘S’ 的长度并将其存储在变量 ‘n’ 中。

  • 使用变量 i 遍历从 'a' 到 'z' 的所有小写字母。

    • 对于每个 i,使用变量 j 遍历从 i + 1 到 'z' 的所有后续小写字母。

    • 调用 ‘findLength’ 函数,参数为 ‘S’、‘i’ 和 ‘j’,以获取考虑 i 和 j 时交替字符的长度。

    • 将 len 更新为 len 和获得的新长度之间的最大值。

  • 通过从输入字符串长度 n 中减去 len 来计算所需的最小删除次数。

  • 返回最小删除次数。

步骤 5. 在 main 函数内部

  • 创建一个字符串 S 并将其初始化为 "abccd"。

  • 调用 ‘minimumDeletions’ 函数,参数为 ‘S’,并将结果存储在一个变量中。

  • 使用 ‘std::cout’ 输出结果。

注意:上述算法假设输入字符串 S 仅包含小写英文字母。如果输入字符串包含其他字符或大写字母,程序可能无法按预期工作。

示例

使用 C++ 实现上述算法

以下 C++ 程序确定需要从字符串中删除的最小字符数,以便获得仅包含两个交替字符的字符串。

‘findLength’ 函数计算给定字符串内交替子字符串的长度,使用两个字符作为交替标记。

‘minimumDeletions’ 函数遍历所有可能的字符对 ('a' 到 'z'),并使用 ‘findLength’ 函数查找最大交替子字符串长度。

程序的 ‘main’ 函数将字符串 ‘S’ 初始化为 "abccd" 并调用 ‘minimumDeletions’ 来计算结果。然后使用 ‘cout’ 打印结果。

整个程序有效地解决了查找获得仅包含两个交替字符的字符串所需的最小删除次数的问题。

#include <iostream>
#include <string>
#include <algorithm>

int findLength(std::string s, char i, char j) {
   char required = i;
   int length = 0;
   for (char curr : s) {
      if (curr == required) {
         length += 1;
         required = (required == i) ? j : i;
      }
   }
   return length;
}
int minimumDeletions(std::string S) {
   int len = 0;
   int n = S.length();
   for (char i = 'a'; i <= 'z'; i++) {
      for (char j = i + 1; j <= 'z'; j++) {
         int newLen = findLength(S, i, j);
         len = std::max(len, newLen);
      }
   }
   return n - len;
}
int main() {
   std::string S = "abccd";
   std::cout << minimumDeletions(S) << std::endl;
   return 0;
}

输出

3

结论

总而言之,提供的 C++ 程序有效地解决了确定将给定字符串转换为仅包含一对交替字符的新字符串所需的最小字符移除次数的问题。通过利用 findLength 函数识别交替子字符串的长度以及 minimumDeletions 函数查找最大交替子字符串长度,该程序成功地计算出所需的结果。此解决方案能够有效地处理需要最小删除次数才能获得具有所需交替字符模式的字符串的情况。

更新于: 2023年9月8日

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