A password is considered strong if below conditions are all met:
- It has at least 6 characters and at most 20 characters.
- It must contain at least one lowercase letter, at least one uppercase letter, and at least one digit.
- It must NOT contain three repeating characters in a row ("...aaa..." is weak, but "...aa...a..." is strong, assuming other conditions are met).
Write a function strongPasswordChecker(s), that takes a string s as input, and return the MINIMUM change required to make s a strong password. If s is already strong, return 0.
Insertion, deletion or replace of any one character are all considered as one change.
這道題給了我們一個密碼串，讓我們判斷其需要多少步修改能變成一個強密碼串，然后給定了強密碼串的條件，長度為6到20之間，必須含有至少一個的小寫字母，大寫字母，數字，而且不能有連續三個相同的字符，給了我們三種修改方法，任意一個位置加入字符，刪除字符，或者是置換任意一個字符，讓我們修改最小的次數變成強密碼串。這道題定義為Hard真是名副其實，博主光是看大神的帖子都看了好久，這里主要是參考了大神fun4LeetCode的帖子，個人感覺這個算是講的十分清楚的了，這里就照搬過來吧。首先我們來看非強密碼串主要有的三個問題：
1. 長度問題，當長度小於6的時候，我們要通過插入字符來補充長度，當長度超過20時，我們要刪除字符。
2. 缺失字符或數字，當我們缺少大寫，小寫和數字的時候，我們可以通過插入字符或者替換字符的方式來補全。
3. 重復字符，這個也是本題最大的難點，因為插入，刪除，或者置換都可以解決重復字符的問題，比如有一個字符串"aaaaa"，我們可以用一次置換，比如換掉中間的字符'a'；或者兩次插入字符，在第二個a和第四個a后面分別插入一個非a字符；或者可以刪除3個a來解決重復字符的問題。由於題目要求我們要用最少的步驟，那么顯而易見置換是最高效的去重復字符的方法。
我們通過舉例觀察可以知道這三種情況並不是相互獨立的，一個操作有時候可以解決多個問題，比如字符串"aaa1a"，我們在第二個a后面增加一個'B'，變為"aaBa1a",這樣同時解決了三個問題，即增加了長度，又補充了缺失的大寫字母，又去掉了重復，所以我們的目標就是盡可能的找出這種能解決多種問題的操作。由於情況三(重復字符)可以用三種操作來解決，所以我們分別來看能同時解決情況一和情況三，跟同時解決情況二和情況三的操作。對於同時解決情況一和情況二的操作如果原密碼串長度小於6會有重疊出現，所以我們要分情況討論：
當密碼串長度小於6時，情況一和情況二的操作步驟可以完全覆蓋情況三，這個不難理解，因為這種情況下重復字符個數的范圍為[3,5]，如果有三個重復字符，那么增加三個字符的操作可以同時解決重復字符問題("aaa" -> "a1BCaa"；如果有四個重復字符，那么增加二個字符的操作也可以解決重復問題("aaaa" -> "aa1Baa")；如果有五個重復字符，那么增加和置換操作也同時解決重復問題("aaaaa" -> "aa1aaB")。所以我們就專心看最少多少步能同時解決情況一和情況二，首先我們計算出當前密碼串需要補幾個字符才能到6，補充字符的方法只能用插入字符操作，而插入字符操作也可以解決情況二，所以當情況二的缺失種類個數小於等於diff時，我們不用再增加操作，當diff不能完全覆蓋缺失種類個數時，我們還應加上二者的差值。
當密碼串長度大於等於6個的時候，這種情況就比較復雜了，由於目前字符串的長度只可能超標不可能不達標，所以我們盡量不要用插入字符操作，因為這有可能會使長度超過限制。由於長度的不確定性，所以可能會有大量的重復字符，那么解決情況三就變得很重要了，由於前面的分析，替換字符是最高效的解法，但是這種方法沒法解決情況一，因為長度超標了的話，再怎么替換字符，也不會讓長度減少，但是我們也不能無腦刪除字符，這樣不一定能保證是最少步驟，所以在解決情況三的時候還要綜合考慮到情況一，這里用到了一個trick (很膜拜大神能想的出來)，對於重復字符個數k大於等於3的情況，我們並不是直接將其刪除到2個，而是先將其刪除到最近的(3m+2)個，那么如果k正好被3整除，那么我們直接變為k-1，如果k除以3余1，那么變為k-2。這樣做的好處是3m+2個重復字符可以最高效的用替換m個字符來去除重復。那么下面我們來看具體的步驟，首先我們算出超過20個的個數over，我們先把over加到結果res中，因為無論如何這over個刪除操作都是要做的。如果沒超過，over就是0，用變量left表示解決重復字符最少需要替換的個數，初始化為0。然后我們遍歷之前統計字符出現個數的數組，如果某個字符出現個數大於等於3，且此時over大於0，那么我們將個數減為最近的3m+2個，over也對應的減少，注意，一旦over小於等於0，不要再進行刪除操作。如果所有重復個數都減為3m+2了，但是over仍大於0，那么我們還要進一步的進行刪除操作，這回每次直接刪除3m個，直到over小於等於0為止，剩下的如果還有重復個數大於3的字符，我們算出置換字符需要的個數直接加到left中即可，最后我們比較left和missing，取其中較大值加入結果res中即可，參見代碼如下：
class Solution { public: int strongPasswordChecker(string s) { int res = 0, n = s.size(), lower = 1, upper = 1, digit = 1; vector<int> v(n, 0); for (int i = 0; i < n;) { if (s[i] >= 'a' && s[i] <= 'z') lower = 0; if (s[i] >= 'A' && s[i] <= 'Z') upper = 0; if (s[i] >= '0' && s[i] <= '9') digit = 0; int j = i; while (i < n && s[i] == s[j]) ++i; v[j] = i - j; } int missing = (lower + upper + digit); if (n < 6) { int diff = 6 - n; res += diff + max(0, missing - diff); } else { int over = max(n - 20, 0), left = 0; res += over; for (int k = 1; k < 3; ++k) { for (int i = 0; i < n && over > 0; ++i) { if (v[i] < 3 || v[i] % 3 != (k - 1)) continue; v[i] -= k; over -=k; } } for (int i = 0; i < n; ++i) { if (v[i] >= 3 && over > 0) { int need = v[i] - 2; v[i] -= over; over -= need; } if (v[i] >= 3) left += v[i] / 3; } res += max(missing, left); } return res; } };
參考資料：