2516.每种字符至少取K个

目标

给你一个由字符 'a'、'b'、'c' 组成的字符串 s 和一个非负整数 k 。每分钟,你可以选择取走 s 最左侧 还是 最右侧 的那个字符。

你必须取走每种字符 至少 k 个,返回需要的 最少 分钟数;如果无法取到,则返回 -1 。

示例 1:

输入:s = "aabaaaacaabc", k = 2
输出:8
解释:
从 s 的左侧取三个字符,现在共取到两个字符 'a' 、一个字符 'b' 。
从 s 的右侧取五个字符,现在共取到四个字符 'a' 、两个字符 'b' 和两个字符 'c' 。
共需要 3 + 5 = 8 分钟。
可以证明需要的最少分钟数是 8 。

示例 2:

输入:s = "a", k = 1
输出:-1
解释:无法取到一个字符 'b' 或者 'c',所以返回 -1 。

说明:

  • 1 <= s.length <= 10^5
  • s 仅由字母 'a'、'b'、'c' 组成
  • 0 <= k <= s.length

思路

有一个仅由 abc 组成的字符串,每一分钟可以选择访问两端(最左侧/最右侧)的未访问字符,求访问 abc 每种字符至少 k 次最少需要多少分钟。

可以将字符串拼接到末尾,问题转化为滑动窗口问题,求使窗口内包含k个 abc 的最小窗口长度。但这里有一个限制,窗口必须包含首尾交界点,就像有一个轴在窗口里面,窗口可以左右延展。

我们可以先向左侧滑动,找到满足条件的最左侧下标,然后枚举左端点向右滑动,直到左边界越过交界点,枚举的过程中延展右边界直到满足条件。

官网题解中使用了逆向思维,先求出字符串中 abc 的个数,窗口在中间滑动,窗口内的 abc 是不选的,使用总数减去窗口内的计数判断是否满足条件。

代码


/**
 * @date 2024-09-27 9:12
 */
public class TakeCharacters2516 {

    public int takeCharacters(String s, int k) {
        if (k == 0) {
            return 0;
        }
        int res = Integer.MAX_VALUE;
        int[] cnt = new int[3];
        char[] chars = s.toCharArray();
        int n = chars.length;
        int l = n - 1;
        while (l >= 0 && (cnt[0] < k || cnt[1] < k || cnt[2] < k)) {
            cnt[chars[l--] - 'a']++;
        }
        if (cnt[0] < k || cnt[1] < k || cnt[2] < k) {
            return -1;
        }
        l++;
        int r = n;
        int doubleN = 2 * chars.length;
        for (; l <= n; l++) {
            while (r < doubleN && (cnt[0] < k || cnt[1] < k || cnt[2] < k)) {
                cnt[chars[r++ % n] - 'a']++;
            }
            res = Math.min(res, r - l);
            if (l == n) {
                break;
            }
            cnt[chars[l] - 'a']--;
        }
        return res;
    }

}

性能

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