420. Strong Password Checker (Hard)
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.
Solution:
I've separated the problem into three cases:
(1)s.length() < 6
(2)6 <= s.length() <= 20
(3)s.length() > 20
这道题给了我们一个密码串，让我们判断其需要多少步修改能变成一个强密码串，然后给定了强密码串的条件，长度为6到20之间，必须含有至少一个的小写字母，大写字母，数字，而且不能有连续三个相同的字符，给了我们三种修改方法，任意一个位置加入字符，删除字符，或者是置换任意一个字符，让我们修改最小的次数变成强密码串。这道题定义为Hard真是名副其实，博主光是看大神的帖子都看了好久，这里主要是参考了大神fun4LeetCode的帖子，个人感觉这个算是讲的十分清楚的了，这里就照搬过来吧。首先我们来看非强密码串主要有的三个问题：
长度问题，当长度小于6的时候，我们要通过插入字符来补充长度，当长度超过20时，我们要删除字符。
缺失字符或数字，当我们缺少大写，小写和数字的时候，我们可以通过插入字符或者替换字符的方式来补全。
重复字符，这个也是本题最大的难点，因为插入，删除，或者置换都可以解决重复字符的问题，比如有一个字符串"aaaaa"，我们可以用一次置换，比如换掉中间的字符'a'；或者两次插入字符，在第二个a和第四个a后面分别插入一个非a字符；或者可以删除3个a来解决重复字符的问题。由于题目要求我们要用最少的步骤，那么显而易见置换是最高效的去重复字符的方法。
我们通过举例观察可以知道这三种情况并不是相互独立的，一个操作有时候可以解决多个问题，比如字符串"aaa1a"，我们在第二个a后面增加一个'B'，变为"aaBa1a",这样同时解决了三个问题，即增加了长度，又补充了缺失的大写字母，又去掉了重复，所以我们的目标就是尽可能的找出这种能解决多种问题的操作。由于情况三(重复字符)可以用三种操作来解决，所以我们分别来看能同时解决情况一和情况三，跟同时解决情况二和情况三的操作。对于同时解决情况一和情况二的操作如果原密码串长度小于6会有重叠出现，所以我们要分情况讨论：
当密码串长度小于6时，情况一和情况二的操作步骤可以完全覆盖情况三，这个不难理解，因为这种情况下重复字符个数的范围为[3,5]，如果有三个重复字符，那么增加三个字符的操作可以同时解决重复字符问题("aaa" -> "a1BCaa"；如果有四个重复字符，那么增加二个字符的操作也可以解决重复问题("aaaa" -> "aa1Baa")；如果有五个重复字符，那么增加和置换操作也同时解决重复问题("aaaaa" -> "aa1aaB")。所以我们就专心看最少多少步能同时解决情况一和情况二，首先我们计算出当前密码串需要补几个字符才能到6，补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决情况二，所以当情况二的缺失种类个数小于等于diff时，我们不用再增加操作，当diff不能完全覆盖缺失种类个数时，我们还应加上二者的差值。
当密码串长度大于等于6个的时候，这种情况就比较复杂了，由于目前字符串的长度只可能超标不可能不达标，所以我们尽量不要用插入字符操作，因为这有可能会使长度超过限制。由于长度的不确定性，所以可能会有大量的重复字符，那么解决情况三就变得很重要了，由于前面的分析，替换字符是最高效的解法，但是这种方法没法解决情况一，因为长度超标了的话，再怎么替换字符，也不会让长度减少，但是我们也不能无脑删除字符，这样不一定能保证是最少步骤，所以在解决情况三的时候还要综合考虑到情况一，这里用到了一个trick (很膜拜大神能想的出来)，对于重复字符个数k大于等于3的情况，我们并不是直接将其删除到2个，而是先将其删除到最近的(3m+2)个，那么如果k正好被3整除，那么我们直接变为k-1，如果k除以3余1，那么变为k-2。这样做的好处是3m+2个重复字符可以最高效的用替换m个字符来去除重复。那么下面我们来看具体的步骤，首先我们算出超过20个的个数over，我们先把over加到结果res中，因为无论如何这over个删除操作都是要做的。如果没超过，over就是0，用变量left表示解决重复字符最少需要替换的个数，初始化为0。然后我们遍历之前统计字符出现个数的数组，如果某个字符出现个数大于等于3，且此时over大于0，那么我们将个数减为最近的3m+2个，over也对应的减少，注意，一旦over小于等于0，不要再进行删除操作。如果所有重复个数都减为3m+2了，但是over仍大于0，那么我们还要进一步的进行删除操作，这回每次直接删除3m个，直到over小于等于0为止，剩下的如果还有重复个数大于3的字符，我们算出置换字符需要的个数直接加到left中即可，最后我们比较left和missing，取其中较大值加入结果res中即可，参见代码如下：
cpp