6.1 模拟专题：LeetCode 1576. 替换所有的问号

1. 题目链接

LeetCode 1576. 替换所有的问号

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2. 题目描述

给定一个仅包含小写字母和问号 '?' 的字符串 s，要求将所有 '?' 替换为任意小写字母，使得替换后的字符串中 没有相邻的两个字符相同。
示例：

• 输入：s = "?zs" → 输出："azs"（第一个 '?' 替换为 'a'）。
• 输入：s = "ubv?w" → 输出："ubvaw"（'?' 替换为 'a'）。

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3. 示例分析

1. 简单替换：
   • 输入："a?b" → 输出："acb"（'?' 替换为 'c'）。
2. 边界处理：
   • 输入："??" → 输出："ab"（两个 '?' 分别替换为 'a' 和 'b'）。
3. 复杂替换：
   • 输入："a?a" → 输出："aba"（中间的 '?' 替换为 'b'）。

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4. 算法思路

核心思想：

1. 遍历字符串：
   • 从左到右逐个字符处理，遇到 '?' 时进行替换。
2. 字符选择策略：
   • 从 'a' 到 'z' 依次尝试，选择第一个满足以下条件的字符：
     • 与左侧字符不同（若存在）。
     • 与右侧字符不同（若存在）。
3. 左右判断：
   • 每次替换只关注当前字符的左右邻居，确保局部最优，从而保证全局最优。

时间复杂度：O(n * 26) → O(n)，其中 n 为字符串长度。
空间复杂度：O(1)，无需额外空间。

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5. 边界条件与注意事项

1. 边界处理：
   • 当 '?' 位于字符串开头时，只需保证与右侧字符不同。
   • 当 '?' 位于字符串末尾时，只需保证与左侧字符不同。
2. 字符范围：
   • 仅需替换为小写字母 'a'-'z'，无需处理其他字符。
3. 相邻字符冲突：
   • 若左右字符相同（如 "a?a"），中间的 '?' 必须选择一个与两者不同的字符。

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6. 代码实现

class Solution {
public:
    string modifyString(string s) {
        for (int i = 0; i < s.size(); i++) {
            if (s[i] == '?') {
                // 遍历 'a'-'z'，寻找可替换字符
                for (char ch = 'a'; ch <= 'z'; ch++) {
                    bool leftOk = (i == 0) || (s[i-1] != ch);   // 左侧无冲突
                    bool rightOk = (i == s.size()-1) || (s[i+1] != ch); // 右侧无冲突
                    if (leftOk && rightOk) {
                        s[i] = ch;
                        break; // 找到第一个可行字符后立即终止
                    }
                }
            }
        }
        return s;
    }
};

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关键代码解析

1. 遍历字符串：

   for (int i = 0; i < s.size(); i++)
   

   • 逐个字符检查是否为 '?'。

2. 字符替换逻辑：

   for (char ch = 'a'; ch <= 'z'; ch++)
   

   • 从 'a' 到 'z' 依次尝试，找到第一个满足条件的字符。

3. 条件检查：

   bool leftOk = (i == 0) || (s[i-1] != ch);
   bool rightOk = (i == s.size()-1) || (s[i+1] != ch);
   

   • leftOk：若 '?' 在开头，无需检查左侧；否则检查左侧字符是否不同。
   • rightOk：若 '?' 在末尾，无需检查右侧；否则检查右侧字符是否不同。

4. 替换并终止：

   if (leftOk && rightOk) {
       s[i] = ch;
       break;
   }
   

   • 找到第一个可行字符后立即替换并跳出循环，保证时间复杂度最优。

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与其他解法的对比

方法	时间复杂度	空间复杂度	核心思想
模拟算法	O(n)	O(1)	逐个替换，选择第一个可行字符
预填充法	O(n)	O(1)	预先处理所有 '?' 的位置
随机替换法	O(n)	O(1)	随机选择字符，可能需重试