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【Leetcode】python - [424] Longest Repeating Character Replacement 個人解法筆記 #重要題型

整理 LeetCode #424 — hash map, linked list, sliding window。

題目出處

424. Longest Repeating Character Replacement

難度

medium

題目分類

Hash Table, String, Sliding Window

2026-08-07 三刷

個人範例程式碼 - 三刷 (2026/08/07)

class Solution:
    def characterReplacement(self, s: str, k: int) -> int:
        max_length = 0
        left = 0
        window_count = {}
        max_freq = 0

        for right, c in enumerate(s):
            window_count[c] = window_count.get(c, 0) + 1 # always add new
            window_size = right - left + 1
            max_freq = max(max_freq, window_count[c])

            if window_size - max_freq > k: # over replace
                window_count[s[left]] -= 1 # del left character
                left += 1 # move
                # no need to update max_freq, keep maximum possible window size
                # max_freq = max(max_freq, window_count[left])

            max_length = max(max_length, right - left + 1)

        return max_length

算法說明

這題目因為最終的「合法 windows 大小」只會單調遞增,因此當發現一個可能的 windows 新大小,可以不斷的移動,直到發現下一次能增大的機會。
(只要是不合法的狀況,left, right 都同時右移,直到出現合法,才會只有 right 右移,同時 windows 增大)

需要維護 max_freq 去算目前 windows_size 最大的頻率。

Time Complexity

O(n)

Space Complexity

O(1) # 留意因為這題只有大寫,所以只有 O(26) = O(1)

Boundary conditions

  1. s=""
  2. s=“A”

注意邊界處理

2026-07-23 二刷

個人範例程式碼 - 二刷 (2026/07/23)

class Solution:
    def characterReplacement(self, s: str, k: int) -> int:
        count = {}
        max_freq = 0
        max_window_size = 0
        left = 0
        for right, c in enumerate(s):
            count[c] = count.get(c, 0) + 1
            max_freq = max(max_freq, count[c])
            window_size = right - left + 1
            if window_size - max_freq > k: # invalid
                count[s[left]] -= 1
                left += 1
            # right and left move 1 step, keep the max window size same
            # and try to find the longer window
            max_window_size = max(max_window_size, right - left + 1)

        return max_window_size

算法說明

這題特別之處在於只求最長,因此當已經發現最長 window 時,當出現 invalid 的情況可以直接平移 (此長度已經存在答案)
直到出現下一組合法解。

至於判斷合法的部分,透過維護 max_freq 來實驗,但也因為這題只求最長 window 的特性,
其實可以不用讓當前 max_freq 實際等於 windows 內實際的 max_freq (要也可以,但更大的 max_freq 都無法通過,更小的值一定也不會過。)

Time Complexity

O(n)

Space Complexity

O(1), 因為只有大寫字母約 O(26)

Boundary conditions

留意 invalid 條件 = window_size - max_freq > k (<= k 都可以用題目條件說明的進行文字替換而合規)

2022-06-07 一刷

個人範例程式碼 - 一刷 (2022/06/07)

class Solution:
    def characterReplacement(self, s: str, k: int) -> int:

        ans = 0
        window_counter = defaultdict(int)
        max_counter = 0
        start = 0

        for end in range(len(s)):
            # print(start, end, s[start:end+1])
            new_word = s[end]
            window_counter[new_word] += 1
            max_counter = max(max_counter, window_counter[new_word])

            # end - start + 1 = window length (delete max duplicate <= k)
            if (end - start + 1) - max_counter <= k:
                ans = max(ans, end - start + 1)     
            else: # wrong case, move window (first delete then move)
                delete_word = s[start] 
                window_counter[delete_word] -= 1
                start += 1

        return ans

算法說明

讓我們先來理解題目,這題目主要是在詢問我們在「允許替換最多 k 個文字的情況下」,
我們能夠組出的最長文字。

我們使用「sliding window」的概念,配合 counter,計算最多重複的字元。

我們可以藉由不斷移動 end,當發現 window 不滿足條件時,
我們「不改變 window 的大小 (已經是最大)」,去不斷的 move start 直到 window 有機會變得更大。

【Leetcode】python - [424] Longest Repeating Character Replacement 個人解法筆記 #重要題型

window 大小只會變大,「當發現不符合規則時,我們只會繼續移動 window,不會縮小 window

input handling

一同在 for 內處理

Boundary conditions

用 for 來控制範圍

Reference

使用 Hugo 建立
主題 StackJimmy 設計