替换最小字符以使所有字符的频率相同

题目描述

给定一个仅包含小写字母的字符串，你需要找到一个最小字符，使得替换该字符后，整个字符串中所有字母出现的频率都相同。如果已经满足条件，则返回该字符串本身。

示例

输入："abcabc" 输出："abccba"

输入："aabbc" 输出："aabbc"

输入："aaaaabb" 输出："aaaabb"

解法

这道题需要一定的思维和运算能力，以下是一个可实现的解法：

1. 遍历整个字符串，统计每个字符出现的次数，将它们记录在一个数组中。

2. 找到出现次数不为零的字符中出现最多的次数count_max和出现最少的次数count_min，记另外两个变量l和r。

3. 如果count_min == count_max，字符串已满足条件，不需要替换字符，返回原字符串。

4. 如果count_max - count_min == 1，则只需要将出现最多次数的字符替换成出现最少次数的字符或者将出现最少次数的字符替换成出现最多次数的字符即可。

5. 如果count_max - count_min > 1，则需要替换字符才能满足条件。考虑以下两种情况：

   • 一种方案是选择出现最少的字符，将其替换成出现最多的字符，即出现次数为count_max的字符。这种方案维护的变量是l，表示目前要替换的字符的位置。

   • 另一种方案是选择出现最多的字符，将它替换成出现次数比它多1的次数最少的字符，这个字符出现次数的值为count_min。这种方案维护的变量是r，表示目前要替换的字符的位置。

6. 对于以上两种情况，需要统计替换次数，直到符合条件为止。

复杂度分析

• 时间复杂度：O(nlogn)。排序需要O(nlogn)的时间复杂度。

• 空间复杂度：O(1)，只用到了常数级别的额外空间。

代码实现

class Solution {
public:
    string reorganizeString(string s) {
        int count[26] = {0}, count_max = 0, count_min = INT_MAX, n = s.size();
        for (char &c : s) {
            count[c - 'a']++;
            count_max = max(count_max, count[c - 'a']);
            count_min = min(count_min, count[c - 'a']);
        }
        if (count_max - count_min > 1) {
            int l = 0, r = 0, cnt = 0;
            while (cnt < n) {
                while (count[l] == 0) l++;
                while (count[r] == 0) r++;
                if (l == r) r++;
                if (r < 26 && count[r] > count[l]) {
                    swap(s[l], s[r]);
                    swap(count[l], count[r]);
                } else {
                    swap(s[l], s[r]);
                }
                count[l]--;
                cnt++;
            }
        }
        return s;
    }
};