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542,滑动窗口解最小覆盖子串

作者:互联网

Spring is when you feel like whistling even with a shoe full of slush.

所谓春天,就是即使鞋子灌满泥巴,仍然想吹起口哨。

问题描述

给你一个字符串s、一个字符串t。返回s中涵盖t所有字符的最小子串。如果s中不存在涵盖t所有字符的子串,则返回空字符串""。

 

注意:如果s中存在这样的子串,我们保证它是唯一的答案。

 

示例 1:

输入:s = "ADOBECODEBANC", t = "ABC"

输出:"BANC"

示例 2:

输入:s = "a", t = "a"

输出:"a"

 

提示:

 

滑动窗口解决

这题让求的是s中能覆盖t的最小子串,看到这题首先想到的就是滑动窗口。使用两个指针一个left,一个right,分别表示窗口的左边界和右边界。

 

 

这里我以示例1为例做个视频,来看一下具体操作过程,加深一下理解。(如果看不清,可以切换横向全屏观看)

原理搞懂了,代码就简单多了,但是这里有个关键点,就是怎么记录窗口内的元素,其实很简单,使用一个map就可以,来看下代码。

 1public String minWindow(String s, String t) {
2    //把t中的字符全部放到map中
3    Map<Character, Integer> map = new HashMap<>();
4    for (char ch : t.toCharArray())
5        map.put(ch, map.getOrDefault(ch, 0) + 1);
6
7    int left = 0;//窗口的左边界
8    int right = 0;//窗口的右边界
9
10    //满足条件的窗口开始位置
11    int strStart = 0;
12    //满足条件的窗口的长度
13    int windowLength = Integer.MAX_VALUE;
14
15    while (right < s.length()) {
16        //记录右指针扫描过的字符
17        char rightChar = s.charAt(right);
18        //如果右指针扫描的字符存在于map中,就减1
19        if (map.containsKey(rightChar))
20            map.put(rightChar, map.getOrDefault(rightChar, 0) - 1);
21        //记录之后右指针要往右移
22        right++;
23
24        //检查窗口是否把t中字符全部覆盖了,如果覆盖了,要移动窗口的左边界
25        //找到最小的能全部覆盖的窗口
26        while (check(map)) {
27            //如果现在窗口比之前保存的还要小,就更新窗口的长度
28            //以及窗口的起始位置
29            if (right - left < windowLength) {
30                windowLength = right - left;
31                strStart = left;
32            }
33            //移除窗口最左边的元素,也就是缩小窗口
34            char leftChar = s.charAt(left);
35            if (map.containsKey(leftChar))
36                map.put(leftChar, map.getOrDefault(leftChar, 0) + 1);
37            //左指针往右移
38            left++;
39        }
40    }
41    //如果找到合适的窗口就截取,否则就返回空
42    if (windowLength != Integer.MAX_VALUE)
43        return s.substring(strStart, strStart + windowLength);
44    return "";
45}
46
47//检查窗口是否把字符串t中的所有字符都覆盖了,如果map中所有
48// value的值都不大于0,则表示全部覆盖
49private boolean check(Map<Character, Integer> map) {
50    for (int value : map.values()) {
51        //注意这里的value是可以为负数的,为负数的情况就是,相同的字符右
52        // 指针扫描的要比t中的多,比如t是"ABC",窗口中的字符是"ABBC"
53        if (value > 0)
54            return false;
55    }
56    return true;
57}

上面注释已经写的很详细了,基本上也都能看懂,实际上我们还可以把HashMap换成数组,原理其实都是一样的,来看下代码

 1public String minWindow(String s, String t) {
2    int[] map = new int[128];
3    //记录字符串t中每个字符的数量
4    for (char ch : t.toCharArray())
5        map[ch]++;
6    //字符串t的数量
7    int count = t.length();
8    int left = 0;//窗口的左边界
9    int right = 0;//窗口的右边界
10    //覆盖t的最小长度
11    int windowLength = Integer.MAX_VALUE;
12    //覆盖字符串t开始的位置
13    int strStart = 0;
14    while (right < s.length()) {
15        if (map[s.charAt(right++)]-- > 0)
16            count--;
17        //如果全部覆盖
18        while (count == 0) {
19            //如果有更小的窗口就记录更小的窗口
20            if (right - left < windowLength) {
21                windowLength = right - left;
22                strStart = left;
23            }
24            if (map[s.charAt(left++)]++ == 0)
25                count++;
26        }
27    }
28    //如果找到合适的窗口就截取,否则就返回空
29    if (windowLength != Integer.MAX_VALUE)
30        return s.substring(strStart, strStart + windowLength);
31    return "";
32}

 

总结

滑动窗口类型的题也是最常见的,一般会有两个指针,分别指向窗口的左边界和右边界,如果窗口不满足条件我们就移动右边界来扩大窗口,如果满足条件我们可以移动左边界来缩小窗口,确定这个更小的窗口是否还满足条件……

 

 

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521,滑动窗口解最大连续1的个数 III

443,滑动窗口最大值

407,动态规划和滑动窗口解决最长重复子数组

397,双指针求接雨水问题

 

 

截止到目前我已经写了500多道算法题了,为了方便大家阅读,我把部分算法题整理成了pdf文档,目前有900多页,大家可以在公众号中回复关键字“pdf”即可获取下载链接。

 

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标签:子串,map,right,窗口,字符,int,542,滑动,left
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