420. Strong Password Checker

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　　本题为密码检测程序，给定字符串，要求1、字符串长度在6~20之间，2、字符串至少包含小写字母、大写字母和数字，3、字符串不允许存在3个连续的相同字符。(如："aaa")

　　问：需要几次变换操作可以将给定字符串改写为规范密码字符串。变换操作包括：1、插入一个字符，2、删除一个字符，3、修改一个字符。

　　首先考虑长度问题，如果小于6个或者大于20个字符，每多一个字符必须做出一次处理，如果少则插入；多则删除。

　　然后考虑字符类型问题，每少一种字符类型则需要插入或者修改处理。

　　最后关于连字符串，则可以采用修改、插入、删除，三种方式来进行处理。

　　我们分析一下这三种方式对三种要求的影响：

　　1、对长度的关系是最直接的，小则加，大则删，N——N；变化不能增加长度。

　　2、若字符类型少，采用插入或者修改对其影响相同，N——N；删除不能增加类型。

　　3、若存在连续字符，试考虑对一个长度为N的连续字符，删除操作：重复字符长度减1，N——N-1；插入操作：重复字符长度减2，N——N-2；修改操作：重复字符长度-3，N——N-3。

　　

　　有如上规则可以试想长度若小，则增加的时候尽量增加字符类型，并且由于插入时可以减少存在连续字符的长度，如："aaaaab"，插入后可变为"aaa1aab"，由于本题中长度最低限度较小，偷懒没有将插入的分析加入（因为连续字符不满足要求的最小长度是3，这个东西可以看下文以及代码进行理解）。若长度较大，则进行删除操作，此时应尽可能满足删除连续字符长度为3的倍数中的字符，其次为连续字符长度为3的倍数+1中的字符（为了删除操作多时尽可能的减少之后的修改操作，后文会提到），最后是删除连续字符长度为3的倍数+2中的字符。

　　此时完成了长度要求，若长度要求满足，种类缺少，我们尽可能采用修改操作，不考虑插入操作。由于插入操作不只变换了长度（影响了第一步），而且插入操作减少连续字符的数量也没有修改操作多：N-2变化的小于N-3。

　　最后是对存在的连续字符进行操作，通过上述分析，很明显可以看出使用修改操作最小化操作次数。

　　由上可得如下代码：

public class Solution {
    public int strongPasswordChecker(String s) {
        boolean hasDigit = false, hasLowercase = false, hasUppercase = false;
        
        char lastChar = ' ';
        int count = 1;
        ArrayList<Integer> repeatCounts = new ArrayList<Integer>();
        
        for(int i = 0; i < s.length(); i++){
            char tmpChar = s.charAt(i);
            
            //判断是否存在要求的字符
            if(tmpChar <= '9' && tmpChar >= '0')
                hasDigit = true;
            else if(tmpChar <= 'Z' && tmpChar >= 'A')
                hasUppercase = true;
            else if(tmpChar <= 'z' && tmpChar >= 'a')
                hasLowercase = true;
                
            //统计超过3连字符串的数量以及对应的个数
            if(lastChar == tmpChar){
                count++;
            }else{
                if(count >= 3)
                    repeatCounts.add(count);
                
                count = 1;
            }
            lastChar = tmpChar;
        }
        //循环结束后没有处理当前统计长度
        if(count >= 3)
            repeatCounts.add(count);
        
        //记录长度问题
        int lengthDifference = 0;
        if(s.length() > 20)
            lengthDifference = s.length() - 20;
        else
            lengthDifference = s.length() < 6 ? s.length() - 6 : 0;
            
        int steps = Math.abs(lengthDifference);
        
        int types = (hasDigit ? 0 : 1) + (hasUppercase ? 0 : 1) + (hasLowercase ? 0 : 1);
        
        //先满足长度要求
        if(lengthDifference < 0){
            while(lengthDifference != 0){
                lengthDifference++;
                types--;
                //本题中如果长度小，那么插入一个即可消除全部3连的
                repeatCounts.clear();   //这里偷懒了，如果字符串长度要求下限较大则应采用添加的方式进行处理，类同删除操作：条件稍微变化，N-1变为N-2
            }
        }else if(lengthDifference > 0){
            while(lengthDifference != 0){
                lengthDifference--;
                if(repeatCounts.size() != 0){
                    //删除操作 循环3次用于考虑先减哪种长度的连串
                    for(int i = 0; i < repeatCounts.size() * 3; i++){
                        int loc = i % repeatCounts.size();
                        if(repeatCounts.get(loc) % 3 == 0){
                            repeatCounts.set(loc, repeatCounts.get(loc) - 1);
                            break;
                        }
                        if(i >= repeatCounts.size() && repeatCounts.get(loc) % 3 == 1 && repeatCounts.get(loc) > 3){
                            repeatCounts.set(loc, repeatCounts.get(loc) - 1);
                            break;
                        }
                        if(i >= repeatCounts.size() * 2 && repeatCounts.get(loc) > 3){
                            repeatCounts.set(loc, repeatCounts.get(loc) - 1);
                            break;
                        }
                    }
                }
            }
        }
        
        //长度满足要求考虑种类要求
        while(types > 0){
            if(repeatCounts.size() != 0){
                for(int i = 0; i < repeatCounts.size(); i++){
                    if(repeatCounts.get(i) >= 3){
                        repeatCounts.set(i, repeatCounts.get(i) - 3);
                        break;
                    }
                }
            }
            types--;
            steps++;
        }
        
        for(int i = 0; i < repeatCounts.size(); i++){
            steps += repeatCounts.get(i) / 3;
        }
        
        return steps;
    }
}