要求最少删除次数,使给定字符串仅由一对交替字符组成

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要求最少删除次数,使给定字符串仅由一对交替字符组成,这是计算机科学中常见的问题,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++ 编程语言解决这个问题。我们将首先详细解释问题陈述,并讨论其在各种实际应用中的重要性。

然后,我们将提供一个逐步算法来解决这个问题,并演示其在 C++ 中的实现。最后,我们将总结我们对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。那么,让我们开始吧!

问题描述

本程序的目标是找出需要从给定字符串"S"中删除的最少字符数,以便将其转换为仅包含两个交替字符的新字符串。

示例 1

输入

字符串 S = "abccd"

输出

3

解释:从原始字符串中删除所有"c"和"d"之后,我们得到了结果字符串"ab",其特征是"a"和"b"交替出现的模式。

示例2

输入

String S = "adebbeeaebd"

输出

7

解释:排除所有"b"和"e"之后,我们得到字符串"adad",该字符串呈现出"a"和"d"交替出现的模式。

算法

步骤 1. 定义一个函数"findLength",该函数接受三个参数:一个字符串"s"以及两个字符"i"和"j"。

步骤 2. 在"findLength"函数内部:

  • 将 required 变量初始化为 i。

  • 将变量 length 初始化为 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"等于所需字符 required:

      • 将长度增加 1。

      • 如果需要,则将另一个字符 (j) 更新为当前 i;如果当前 j 为 i,则更新为当前 i。这样可以确保字符交替。

  • 返回最终长度。

步骤 3. 定义一个函数"minimumDeletions",以字符串"S"作为参数。

步骤 4. 在"minimumDeletions"函数内部:

  • 将变量 len 初始化为 0,以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,获取 i 和 j 交替字符的长度。

    • 将 len 更新为 len 和新获得的长度之间的最大值。

  • 用输入字符串 n 的长度减去 len,计算所需的最小删除次数。

  • 返回最小删除次数。

步骤 5. 在主函数中:

  • 创建一个字符串 S,并将其初始化为"abccd"。

  • 调用 minimumDeletions函数以"S"为参数,并将结果存储在变量中。

  • 使用"std::cout"输出结果。

注意:上述算法假设输入字符串 S 仅由小写英文字母组成。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运行。

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少字符数,以获得仅由两个交替字符组成的字符串。

"findLength"函数使用两个字符作为交替标记,计算给定字符串中交替子字符串的长度。

"minimumDeletions"函数遍历所有可能的字符对(从"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"计算结果。然后使用"cout"打印结果。

整个程序有效地解决了寻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,所提供的 C++ 程序有效地解决了确定将给定字符串转换为仅由一对交替字符组成的新字符串所需的最小字符删除次数的问题。通过使用 findLength 函数确定交替子字符串的长度,并使用 minimumDeletions 函数查找最大交替子字符串的长度,该程序成功计算出了所需的结果。此解决方案能够高效地处理需要最少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。


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