Partition a string into substrings that all have majority characters

I’m trying to solve this problem:

A string has a majority character if the majority of the positions in the string are the same character. For example, ababa has the majority character a (three of five positions), but abab and abcd do not.

Every non-empty string can be partitioned into one or more substrings that have majority characters, because if nothing else, it can be partitioned into single-character substrings.

Given a non-empty string with length ≤ 5000, find the minimum number of substrings that it can be partitioned into such that each of the substrings has a majority character.

For example, if the string is abca then the answer is 4 (a, b, c, a); if the string is ababa then the answer is 1 (ababa); and if the string is aaaabbbcd then the answer is 2 (aaaa, bbbcd).

I’ve written a solution using dynamic programming, and I believe that the basic idea is correct, but it’s too slow: it requires O(length3) time, and the length can be as high as 5000. How can I speed this up? Do I need to fundamentally change my approach?

func minSubstrings(_ s: String) -> Int {
  let chars = Array(s)
  let length = chars.count
  guard length > 0 else { return 0 }

  var dp = Array(repeating: Int.max, count: length + 1)
  dp[0] = 0

  func isValidSubstring(start: Int, end: Int) -> Bool {
    var freq: [Character: Int] = [:]
    for i in start..<end {
      let char = chars[i]
      freq[char, default: 0] += 1
    }
    let substringLength = end - start
    for count in freq.values {
      if count > substringLength / 2 {
        return true
      }
    }
    return false
  }

  for end in 1...length {
    for start in 0..<end {
      if isValidSubstring(start: start, end: end) {
        dp[end] = min(dp[end], dp[start] + 1)
      }
    }
  }

  return dp[length]
}

For anyone who may have a similar problem, I put the modified code below. The complexity is quadratic.

func minSubstrings(_ s: String) -> Int {
  let chars = Array(s)
  let length = chars.count
  guard length > 0 else { return 0 }
  
  var dp = Array(repeating: Int.max, count: length + 1)
  dp[0] = 0
  
  for start in 0..<length {
    var freq: [Character: Int] = [:]
    var maxFreq = 0
    var majorityChar: Character? = nil
    
    for end in start..<length {
      let char = chars[end]
      freq[char, default: 0] += 1
      if freq[char]! > maxFreq {
        maxFreq = freq[char]!
        majorityChar = char
      }
      
      let substringLength = end - start + 1
      
      if maxFreq > substringLength / 2 {
        dp[end + 1] = min(dp[end + 1], dp[start] + 1)
      }
    }
  }
  
  return dp[length]
}

1

The dynamic-programming part of your solution is fine, but the problem is that the isValidSubstring function is too slow — and there’s no way to make it fast in its current form.

The reason is that by treating isValidSubstring(a, b) and isValidSubstring(a, b + 1) as completely unrelated computations, you force the latter to start over without any of the information you gathered in the former.

Instead, for each value of start, you can do a single O(length) pass to determine which substrings starting at start are “valid” ones. You can do that by keeping a single freq throughout this pass (so that each new end only has to update the one element), and by using the fact that the only characters that can possibly be a majority character in s[start..<end+1] are s[end] and the majority character in s[start..<end] (so that each new end only needs to check those two elements in freq). That gives you an O(length2) algorithm.

2

You see both of your cycles do string analysis for a substring as an independent entity. But each of the cycle iteration is just doing one thing – either add or remove one character to your analysis set, so basically you’ll not need to build freq dictionary every time, you just modify it on each cycle by adding/removing corresponding characters.

Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức sự kiện 5 sao Thông tin về chúng tôi Dịch vụ sinh nhật bé trai Dịch vụ sinh nhật bé gái Sự kiện trọn gói Các tiết mục giải trí Dịch vụ bổ trợ Tiệc cưới sang trọng Dịch vụ khai trương Tư vấn tổ chức sự kiện Hình ảnh sự kiện Cập nhật tin tức Liên hệ ngay Thuê chú hề chuyên nghiệp Tiệc tất niên cho công ty Trang trí tiệc cuối năm Tiệc tất niên độc đáo Sinh nhật bé Hải Đăng Sinh nhật đáng yêu bé Khánh Vân Sinh nhật sang trọng Bích Ngân Tiệc sinh nhật bé Thanh Trang Dịch vụ ông già Noel Xiếc thú vui nhộn Biểu diễn xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức tiệc uy tín Khám phá dịch vụ của chúng tôi Tiệc sinh nhật cho bé trai Trang trí tiệc cho bé gái Gói sự kiện chuyên nghiệp Chương trình giải trí hấp dẫn Dịch vụ hỗ trợ sự kiện Trang trí tiệc cưới đẹp Khởi đầu thành công với khai trương Chuyên gia tư vấn sự kiện Xem ảnh các sự kiện đẹp Tin mới về sự kiện Kết nối với đội ngũ chuyên gia Chú hề vui nhộn cho tiệc sinh nhật Ý tưởng tiệc cuối năm Tất niên độc đáo Trang trí tiệc hiện đại Tổ chức sinh nhật cho Hải Đăng Sinh nhật độc quyền Khánh Vân Phong cách tiệc Bích Ngân Trang trí tiệc bé Thanh Trang Thuê dịch vụ ông già Noel chuyên nghiệp Xem xiếc khỉ đặc sắc Xiếc quay đĩa thú vị
Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa
Thiết kế website Thiết kế website Thiết kế website Cách kháng tài khoản quảng cáo Mua bán Fanpage Facebook Dịch vụ SEO Tổ chức sinh nhật