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通过插入字符来修改字符串，使得每个长度为K的子串仅包含唯一字符

插入字符修改字符串唯一字符
310 2023-08-25

在处理字符串时，常见的任务是确保字符串符合特定条件。其中一个条件可能是确保字符串中长度为K的每个子字符串只包含唯一的字符。这是与数据编码、字符串操作和密码学相关问题中的常见要求。

问题陈述

我们试图解决的问题可以表述如下 -

给定一个字符串 str 和一个整数 K，通过插入字符来修改该字符串，使得字符串中长度为 K 的每个子字符串仅包含唯一字符。

建议的解决方案

我们可以通过使用滑动窗口技术来解决这个问题，滑动窗口技术是一种在较大的数组或字符串中高效检查连续子数组或子字符串属性的方法。

让我们详细说明该算法的步骤 -

初始化一个空的unordered_map（hashmap）来跟踪当前子字符串中字符的频率。
使用大小为 K 的滑动窗口迭代字符串中的字符。
如果某个字符已经在 hashmap 中，则插入新的字符，直到得到唯一的字符或者滑动窗口的大小为 K。
将滑动窗口移动一个字符并重复该过程，直到到达字符串末尾。

该算法的时间复杂度为O(n)，其中n是字符串的长度。这是因为我们只遍历了一次字符串中的每个字符。

Example

的中文翻译为：

示例

让我们看看实现上述算法的 C++ 代码 -

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;

string modifyString(string str, int K) {
   int n = str.size();
   string result = "";
   for(int i = 0; i < n; i++) {
      unordered_map<char, int> freq;
      int j = i;
      while(j < n && j < i + K) {
         while(j < n && freq[str[j]]) {
               result += 'a' + (rand() % 26); // insert a random character
         }
         freq[str[j++]]++;
         result += str[j];
      }
      i = j - 1;
   }
   return result;
}

int main() {
   string str = "abcabc";
   int K = 3;
   cout << modifyString(str, K) << endl;
   return 0;
}