【1234. 替换子串得到平衡字符串】

来源：力扣（LeetCode）

描述：

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「替换一个子串」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 <= 10⁵
• s.length 是 4 的倍数
• s 中只含有 ‘Q’, ‘W’, ‘E’, ‘R’ 四种字符

方法：滑动窗口

思路与算法

设 partial = n / 4 ，我们选择 s 的一个子串作为「待替换子串」，只有当 s 剩余的部分中 ‘Q’，‘W’，‘E’，‘R’ 的出现次数都小于等于 partial 时，我们才有可能使 s 变为「平衡字符串」。

如果原始的 s 就是 「平衡字符串」，我们直接返回 0，否则我们按照以下思路求解。

从小到大枚举「待替换子串」的左端点 l，为了使得替换的长度最小，我们要找到最近的右端点 r，使得去除 [l, r) 之后的剩余部分满足上述条件。不难发现，随着 l 的递增，r 也是递增的。

具体的，我们使用滑动窗口来维护区间 [l, r) 之外的剩余部分中 ‘Q’，‘W’，‘E’，‘R’ 的出现次数，当其中一种字符的出现次数大于 partial 时，令 s[r] 的出现次数减 1，并使得 r 向右移动一个单位。该操作一直被执行，直到条件被满足或者 r 到达 s 的末尾。

如果找到了使得条件被满足的 r，我们用 r − l 来更新答案，然后令 s[l] 的出现次数加 1，并使得 l 向右移动一个单位进行下一次枚举。否则，后序的 l 也将不会有合法的 r，此时我们可以直接跳出循环。对于所有合法的 [l, r)，取 r − l 的最小值做为答案。

代码：

class Solution {
public:int idx(const char& c) {return c - 'A';}int balancedString(string s) {vector<int> cnt(26);for (auto c : s) {cnt[idx(c)]++;}int partial = s.size() / 4;int res = s.size();auto check = [&]() {if (cnt[idx('Q')] > partial || cnt[idx('W')] > partial \|| cnt[idx('E')] > partial || cnt[idx('R')] > partial) {return false;}return true;};if (check()) {return 0;}for (int l = 0, r = 0; l < s.size(); l++) {while (r < s.size() && !check()) {cnt[idx(s[r])]--;r++;}if (!check()) {break;}res = min(res, r - l);cnt[idx(s[l])]++;}return res;}
};

执行用时：20 ms, 在所有 C++ 提交中击败了67.46%的用户
内存消耗：7.6 MB, 在所有 C++ 提交中击败了83.33%的用户
复杂度分析
时间复杂度：O(n)，其中 n 为 s 的长度。
空间复杂度：O(∣Σ∣)，其中 ∣Σ∣ 表示字符集大小，在本题中 ∣Σ∣ = 26。
author：LeetCode-Solution