尽可能使字符串相等(21/02/05)

问题描述

给你两个长度相同的字符串,s 和 t。将 s 中的第 i 个字符变到 t 中的第 i 个字符需要 |s[i] - t[i]| 的开销(开销可能为 0),也就是两个字符的 ASCII 码值的差的绝对值。用于变更字符串的最大预算是 maxCost。在转化字符串时,总开销应当小于等于该预算,这也意味着字符串的转化可能是不完全的。如果你可以将 s 的子字符串转化为它在 t 中对应的子字符串,则返回可以转化的最大长度。如果 s 中没有子字符串可以转化成 t 中对应的子字符串,则返回 0。

示例1
输入:s = "abcd", t = "bcdf", cost = 3
输出:3
解释:s 中的 "abc" 可以变为 "bcd"。开销为 3,所以最大长度为 3。
示例2
输入:s = "abcd", t = "cdef", cost = 3
输出:1
解释:s 中的任一字符要想变成 t 中对应的字符,其开销都是 2。因此,最大长度为 1。
示例3
输入:s = "abcd", t = "acde", cost = 0
输出:1
解释:你无法作出任何改动,所以最大长度为 1。
解题过程
  1. 首先分析一下题干内容,要求将一个字符串里的子串转换成另一个字符串,并且差值不能大于maxCount,找出能转换的最大子串。
  2. 使用滑动窗口进行解决,条件是当前差值不大于max的时候,right右移,当前值大于max的时候,整体窗口移动 right++ left++
  3. 具体解析如下
  4. 后续进行第二版优化
答案
//第一个版本(10ms执行时间,打败28%)
class Solution {
    public int equalSubstring(String s, String t, int maxCost) {
        //区间右边界
        int right = 0;
        //区间左边界
        int left = 0;
        //当前区间内替换差总数
        int count = 0;
        //右边界未达到末尾
        while(right < s.length()){
            //TODO 计算出右侧新增的差值
            int abs = Math.abs(s.charAt(right) - t.charAt(right));
            //不管什么,直接加到总数里
            count += abs;
            if(count <= maxCost){
                                //如果总数小于最大值,继续扩张右侧窗口
                right++;
            }else{
                //如果总数超过了最大值,则将左侧的差值去除,并右滑窗口
                count -= Math.abs(s.charAt(left) - t.charAt(left));
                left++;
                right ++;
            }
            //System.out.println("count"+count+";"+left+"---"+right);
        }
        return right - left;
 
    }
}

从执行结果来看,以上执行效率很低,于是我们思考对其进行优化,首先,从整体来看,进行了一个right = [0,n]的循环,内部没有嵌套循环了,看上去整体思路应该是比较优的了,那么接着从细节分析,

  1. while判断条件,每次都需要执行s.length()方法获取字符串的长度,(虽然s.length()并不会占用太多时间,)
  2. Math.abs(s.charAt(right) - t.charAt(right));在循环中操作了2次,这个可以使用一个新的int数组进行存储
  3. 最终效果如下
//第二个版本(4ms执行时间,打败99%)
class Solution {
    public int equalSubstring(String s, String t, int maxCost) {
        //区间右边界
        int right = 0;
        //区间左边界
        int left = 0;
        //当前区间内替换差总数
        int count = 0;
        //数组长度
        int length =  s.length();
        //使用数组一次性存储差异,防止后续重复计算
        int diff[] = new int[length];
        //该处时间复杂度O(n)
        for(int i=0;i<length;i++){
            diff[i] = Math.abs(s.charAt(i) - t.charAt(i));
        }
        //右边界未达到末尾,该处时间复杂度O(n)
        while(right < length){
            count += diff[right];
            right++;
            if(count > maxCost){
                count -= diff[left];
                left++;
            }
            //System.out.println("count"+count+";"+left+"---"+right);
        }
        return right - left;
    }
}
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