强密码检测器

1. 题目

题目来自LeetCode:
https://leetcode-cn.com/problems/strong-password-checker/

题目：

一个强密码应满足3个条件：
	1）由至少6个，至多20个字符组成；
	2）至少包含一个小写字母，一个大写字母，和一个数字；
	3）同一字符不能连续出现三次 (比如'.aaa.'不可以，但'.aa.a.'是可以的)。
编写函数StrongPasswordChecker(s)，s代表输入字符串，要求实现：
	如果s已经符合强密码条件，则返回0；
	否则返回要将s修改为满足强密码条件的字符串所需要进行修改的最小步数
	插入、删除、替换任一字符都算作一次替换）。
1
2
3
4
5
6
7
8

2. 思路：

如果缺失类型有Nmis种，则至少进行Nmis次操作（插入或替换），故Nmis为操作次数下界。

如果长L度小于6，那么通过添加6-L个字符使密码合法
（因为最长长度是5，添加一个字符就可以打破连续三字符，所以不需要考虑连续），
结果应为max(6-L, Nmis)。

如果L小于等于20，那么通过替换进行去连续。
一个长度为X的连续串，需要X//3次替换或X//2次插入或X-2次删除，所以不考虑插入和删除操作）。
记替换次数为Nrep，结果应为max(Nrep, Nmis)。

如果L大于20，必须进行Ndel = L-20次删除操作，删除后还需要替换去除连续。
结果应为Ndel + max(Nrep, Nmis)。
在删除的时候应尽量删除连续字符以减少后续替换的数量。
连续子串的长度不一定是某个固定模式的：
	如果连续串长度是3n的形式，那么先删除1个字符，可以减少一次替换操作。
	如果连续串长度是3n+1的形式，那么先删除2个字符，可以减少一次替换操作。
	如果连续串长度是3n+2的形式，那么先删除3个字符，可以减少一次替换操作。
	可先将长度为3n和3n+1形式的重复子串进行删除操作，统一转化为3n+2形式。

	假设长度为3n形式的子串有del1个，可全部先删除一个字符，共减少del1次替换操作，Nrep变为Nrep - min(Ndel, del1)。

	假设长度为3n+1形式的子串有del2个，有必要先删除2个字符从而减少后续一次替换操作的子串个数应为min((Ndel-del1) // 2, del2)个
	（注：不一定所有的子串都需要进行先删除2个字符，比如'Aa0abcdefghiooookoooo'，只需要替换不需要删除），
	从而Nrep变为Nrep - min((Ndel-del1) // 2, del2)。

	经过前两种情况的处理之后，所有需要删除的点中重复子串长度全部转化为3n+2形式。
	剩余删除点个数为Ndel-del1-2*del2，由于每删除3个点可以减少一次替换操作，
	故最多可减少的替换操作次数为(Ndel-del1-2*del2) // 3，
	从而Nrep变为Nrep - (Ndel-del1-2*del2) // 3。
        
参考:
    https://leetcode-cn.com/problems/strong-password-checker/solution/shi-jian-onkong-jian-o10mssi-lu-by-jriver/
    https://leetcode-cn.com/problems/strong-password-checker/solution/si-lu-qing-xi-ban-yun-ban-ben-by-bakezq/
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33

3. Python代码：

# -*- coding: utf-8 -*-

import re


def StrongPasswordChecker(s):
    L = len(s)
    
    # Nmis: 缺失类型数
    mis_a = 0 if re.search('[a-z]+', s) else 1
    mis_A = 0 if re.search('[A-Z]+', s) else 1
    mis_d = 0 if re.search('\d+', s) else 1
    Nmis = mis_a + mis_A + mis_d
    
    del1, del2, Nrep = 0, 0, 0
    i = 2
    while i < L:
        # 若单个字符的最大重复次数超过3
        if s[i] == s[i-1] and s[i-1] == s[i-2]:
            # X记录最大重复次数
            X = 3            
            while i+1 < L and s[i+1] == s[i]:
                i += 1
                X += 1
            
            Nrep += X // 3 # 对重复字符串进行替换需要操作次数
            
            if X % 3 == 0:
                # 当重复次数为3n(n >= 1)，提前删除一个字符可减少一次替换操作
                del1 += 1
            elif X % 3 == 1:
                # 当重复次数为3n+1(n >= 1)，提前删除两个字符可减少一次替换操作
                del2 += 1
            
        i += 1
            
    if L < 6:
        # 当长度小于6时，不需要进行替换和删除操作，只需在适当位置插入缺失类型字符即可
        # （若有重复长度大于3的，只需要在中间插入打断其重复长度即可，如'aaaaa'—>'aaAaa0'）
        return max(6-L, Nmis)
    elif L <= 20:
        # 当长度在20及以内时，由于删除和插入的效率小于等于替换，且效果相同，故不考虑删除操作
        # 缺失类型的插入操作均可用替换操作代替
        return max(Nrep, Nmis)
    else:
        Ndel = L-20 # 必须要进行的删除次数
        Nrep -= min(Ndel, del1) # 提前删除一个字符代替（减少）一次替换
        # 提前删除2个字符代替（减少）一次替换操作
        if Ndel - del1 > 0:
            Nrep -= min((Ndel-del1) // 2, del2)
        # 提前删除3个字符代替（减少）一次替换操作
        if Ndel-del1-2*del2 > 0:
            Nrep -= (Ndel-del1-2*del2) // 3
        return Ndel + max(Nrep, Nmis)
        

if __name__ == '__main__':
    s = 'AAabc3'
    print(s+':')
    print(StrongPasswordChecker(s))
    
    s = 'aaaaa'
    print(s+':')
    print(StrongPasswordChecker(s))
    
    s='AAVAaBCD222'
    print(s+':')
    print(StrongPasswordChecker(s))
    
    s = ''
    print(s+':')
    print(StrongPasswordChecker(s))
    
    s = '1111111111'
    print(s+':')
    print(StrongPasswordChecker(s))
    
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77

欢迎关注公众号：一本正经d胡说