本文涉及的基础知识点

C++算法：滑动窗口及双指针总结

LeetCode2516. 每种字符至少取 K 个

给你一个由字符 ‘a’、‘b’、‘c’ 组成的字符串 s 和一个非负整数 k 。每分钟，你可以选择取走 s 最左侧 还是 最右侧 的那个字符。
你必须取走每种字符 至少 k 个，返回需要的 最少 分钟数；如果无法取到，则返回 -1 。
示例 1：
输入：s = “aabaaaacaabc”, k = 2
输出：8
解释：
从 s 的左侧取三个字符，现在共取到两个字符 ‘a’ 、一个字符 ‘b’ 。
从 s 的右侧取五个字符，现在共取到四个字符 ‘a’ 、两个字符 ‘b’ 和两个字符 ‘c’ 。
共需要 3 + 5 = 8 分钟。
可以证明需要的最少分钟数是 8 。
示例 2：
输入：s = “a”, k = 1
输出：-1
解释：无法取到一个字符 ‘b’ 或者 ‘c’，所以返回 -1 。
提示：
1 <= s.length <= 10⁵
s 仅由字母 ‘a’、‘b’、‘c’ 组成
0 <= k <= s.length

滑动窗口

n = s.length
nums[i…j-1]表示滑动窗口，其含义为：最终没有取走的。
令s中a,b,c的数量为cnta,cntb,cntc。则nums[i…j-1]中a,b,c的数量（令分别为a,b,c)小于等于cnta-k,cntb-k,cntc-k。
j一定是以下两种情况之一：
一，j == n。
二，a > cnta或b>cntb或c>cntc。
为了简化操作c1 = {a,b,c},c2={cnta,cntb,cntc}
结果就是 n - max(j-i)
注意：c2[i]<k直接返回-1。
时间复杂度：O(n)

代码

核心代码

class Solution {
		public:
			int takeCharacters(string s, int k) {
				int c1[3] = { 0 }, c2[3] = { 0 };
				for (int i = 0; i <3; i++) {
					c2[i] = count(s.begin(), s.end(), 'a' + i);
				}
				if ((c2[0] < k) || (c2[1] < k) || (c2[2] < k)) { return -1; }
				int ans = -1;				
				for (int i = 0, j = 0; i < s.length(); i++) {
					while (j < s.length() ) {
						const int inx = s[j] - 'a';
						if ((c1[inx]+1 > c2[inx] - k)) { break; }
						c1[inx]++; j++;
					}
					ans = max(ans, j - i);
					c1[s[i] - 'a']--;
				}
				return s.length() - ans;
			}
		};

单元测试

string s;
		int k;
		TEST_METHOD(TestMethod11)
		{
			s = "aabaaaacaabc", k = 2;
			auto res = Solution().takeCharacters(s, k);
			AssertEx(8, res);
		}
		TEST_METHOD(TestMethod12)
		{
			s = "a", k = 2;
			auto res = Solution().takeCharacters(s, k);
			AssertEx(-1, res);
		}
		TEST_METHOD(TestMethod13)
		{
			s = "abc", k = 1;
			auto res = Solution().takeCharacters(s, k);
			AssertEx(3, res);
		}