实现一个高效的字符串压缩算法，要求如下：

- 输入是一个字符数组 `char[] chars`，其中每个字符都是小写字母（'a' 到 'z'）。
- 压缩规则：将连续重复的字符序列替换为原字符后跟该字符连续出现的个数。例如，`"aaa"` 应被替换为 `"a3"`；若字符只出现一次，则只保留字符本身，如 `"ab"` 保持不变。
- 修改必须**在原地**完成，即不使用额外的数据结构。
- 返回压缩后的字符数组**有效长度**。

示例：
```csharp
输入：['a','a','a','b','b','c','c','c','c']
输出：6，压缩后的数组为：['a','3','b','2','c','4']
```

注意：
- 字符可能出现超过10次的情况，例如`"aaaaa"`应压缩为`"a5"`。
- 不允许使用任何类库函数来简化操作，例如 `ToString()` 或 `String.Concat()`。
- 要求时间复杂度为 O(n)，空间复杂度为 O(1)。

请写出完整的函数签名和实现。