【算法】滑动窗口三步走 (8)

【算法】滑动窗口三步走

我们发现优化后时间复杂度有了极大的改善!这里简单说一下原因,对于数组和hashmap访问时,两个谁快谁慢不是一定的,需要思考hashmap的底层实现,以及数据量大小。但是在这里,因为已知了待访问数据的下标,可以直接寻址,所以极大的缩短了查询时间。

啰啰嗦嗦
本题基本就到这里。最后要说的,一般建议如果要分析一道题,我们要压缩压缩再压缩,抽茧剥丝一样走到最后,尽可能的完成对题目的优化。不一定非要自己想到最优解,但绝对不要局限于单纯的完成题目,那样将毫无意义!

438. 找到字符串中所有字母异位词

之前的两节讲解了滑动窗口类问题的模式解法,相信大家对该类题型已不陌生。今天将继续完成一道题目,来进行巩固学习。

第438题:给定一个字符串 s 和一个非空字符串 p,找到 s 中所有是 p 的字母异位词的子串,返回这些子串的起始索引。
字符串只包含小写英文字母,并且字符串 s 和 p 的长度都不超过 20100。

说明:

字母异位词指字母相同,但排列不同的字符串。

不考虑答案输出的顺序。

示例 1:

输入:

s: "cbaebabacd" p: "abc"

输出:

[0, 6]

解释:

起始索引等于 0 的子串是 "cba", 它是 "abc" 的字母异位词。

起始索引等于 6 的子串是 "bac", 它是 "abc" 的字母异位词。

示例 2:

输入:

s: "abab" p: "ab"

输出:

[0, 1, 2]

解释:

起始索引等于 0 的子串是 "ab", 它是 "ab" 的字母异位词。

起始索引等于 1 的子串是 "ba", 它是 "ab" 的字母异位词。

起始索引等于 2 的子串是 "ab", 它是 "ab" 的字母异位词。

答案

直接套用之前的模式,使用双指针来模拟一个滑动窗口进行解题。分析过程如下:

假设我们有字符串为“cbaebabacd”,目标串为“abc”

我们通过双指针维护一个窗口,由于我们只需要判断字母异位词,我们可以将窗口初始化大小和目标串保持一致。(当然,你也可以初始化窗口为1,逐步扩大)

【算法】滑动窗口三步走

而判断字母异位词,我们需要保证窗口中的字母出现次数与目标串中的字母出现次数一致。这里因为字母只有26个,直接使用数组来替代map进行存储(和上一讲中的ASCII使用256数组存储思想一致)。

pArr为目标串数组,sArr为窗口数组。我们发现初始化数组,本身就满足,记录下来。(这里图示用map模拟数组,便于理解)

【算法】滑动窗口三步走

然后我们通过移动窗口,来更新窗口数组,进而和目标数组匹配,匹配成功进行记录。每一次窗口移动,左指针前移,原来左指针位置处的数值减1,表示字母移出;同时右指针前移,右指针位置处的数值加1,表示字母移入。详细过程如下:

【算法】滑动窗口三步走

【算法】滑动窗口三步走

最终,当右指针到达边界,意味着匹配完成。

代码展示

根据分析,完成代码:(下面pSize相关的忽略,调试忘删了)

class Solution { public List<Integer> findAnagrams(String s, String p) { if (s == null || p == null || s.length() < p.length()) return new ArrayList<>(); List<Integer> list = new ArrayList<>(); int[] pArr = new int[26]; int pSize = p.length(); int[] sArr = new int[26]; for (int i = 0; i < p.length(); i++) { sArr[s.charAt(i) - 'a']++; pArr[p.charAt(i) - 'a']++; } for (int i = 0; i < p.length(); i++) { int index = p.charAt(i) - 'a'; if (pArr[index] == sArr[index]) pSize--; } int i = 0; int j = p.length(); // 窗口大小固定为p的长度 while (j < s.length()) { if (isSame(pArr, sArr)) list.add(i); //sArr[s.charAt(i) - 'a']-- 左指针位置处字母减1 sArr[s.charAt(i) - 'a']--; i++; //sArr[s.charAt(j) - 'a']++ 右指针位置处字母加1 sArr[s.charAt(j) - 'a']++; j++; } if (isSame( pArr, sArr)) list.add(i); return list; } public boolean isSame(int[] arr1, int[] arr2) { for (int i = 0; i < arr1.length; ++i) if (arr1[i] != arr2[i]) return false; return true; } }

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