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力扣0207-1405. 最长快乐字符串

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力扣0207-1405. 最长快乐字符串

引言

"力扣0207-1405. 最长快乐字符串"是一道经典算法题,要求我们构造一个最长的快乐字符串。一个快乐字符串的定义是,其中不存在连续三个相同字符的子序列。

在这个算法挑战中,我们将深入探讨这道题目的解法,了解背后的原理,并提供清晰的Python代码实现。

算法思想

这道题的本质是寻找一种贪心的策略,在任何时候都选择频率最高的字母添加,同时确保不违反快乐字符串的限制。

具体来说,我们可以使用一个优先队列来维护字母的频率。在每一步,我们取出队列中频率最高的字母,并将其添加到字符串中。如果这将导致违反快乐字符串的限制,我们则跳过该字母并继续考虑下一个字母。

这种贪心策略可以保证我们始终选择最有可能产生快乐字符串的字母。

Python实现

import collections
import heapq

def longestDiverseString(a, b, c):
    # 初始化优先队列
    pq = [(-a, 'a'), (-b, 'b'), (-c, 'c')]
    heapq.heapify(pq)

    result = ""
    prev = None
    prev_count = 0

    # 贪心构造字符串
    while pq:
        # 取出频率最高的字母
        count, letter = heapq.heappop(pq)
        count = -count

        # 如果连续三个相同字母,则跳过
        if prev == letter and prev_count == 2:
            continue

        # 添加字母
        result += letter
        prev = letter
        prev_count += 1

        # 更新字母频率
        if count > 1:
            heapq.heappush(pq, (-count + 1, letter))

    return result

分析

  • 时间复杂度:由于优先队列操作,时间复杂度为 O(n log 3),其中 n 是三个字母频率的总和。
  • 空间复杂度:由于优先队列和结果字符串,空间复杂度为 O(n)。

补充说明

  • 对于给定的字母频率,算法总是返回最长的快乐字符串。
  • 如果不存在快乐字符串(例如,频率为 (0, 2, 1)),算法返回空字符串。
  • 可以在不同的编程语言中实现此算法,如 Java、C++ 或 Go。

结语

"力扣0207-1405. 最长快乐字符串"是一道有趣且具有挑战性的算法题。通过贪心策略和优先队列,我们可以有效地构造出最长的快乐字符串。

掌握这些算法技术不仅对解决编程问题至关重要,而且在现实世界的应用程序中也具有广泛的实用性,例如资源分配和调度问题。

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