Leetcode刷题详解——最小覆盖子串

1. 题目链接：76. 最小覆盖子串

2. 题目描述：

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：

对于 t 中重复字符，我们寻找的子字符串中该字符数量必须不少于 t 中该字符数量。

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：
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输入：s = "ADOBECODEBANC", t = "ABC"
输出："BANC"
解释：最小覆盖子串 "BANC" 包含来自字符串 t 的 'A'、'B' 和 'C'。
示例 2：
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输入：s = "a", t = "a"
输出："a"
解释：整个字符串 s 是最小覆盖子串。
示例 3:
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输入: s = "a", t = "aa"
输出: ""
解释: t 中两个字符 'a' 均应包含在 s 的子串中，
因此没有符合条件的子字符串，返回空字符串。
提示：

m == s.length

n == t.length

1 <= m, n <= 105

s 和 t 由英文字母组成

3. 解法（滑动窗口+哈希表）

3.1 算法思路：

创建两个哈希表，其中一个将目标串的信息统计起来，另一个哈希表动态的维护窗口内字符串的信息
当动态哈希表中包含目标串中所有的字符，并且对应的个数都不小于目标串的哈希表中各字符的个数，那么当前的窗口就是一种可行的方案

3.2 算法流程：

定义两个辅助数组：hash1和hash2。hash1用于统计字符串t中每个字符的频次，hash2用于统计窗口内每个字符的频次。
使用变量kinds统计字符串t中有效字符的种类数。遍历字符串t，若hash1[ch]++ == 0，则表示该字符是新字符，将kinds加1。
初始化变量minlen为最大整数，表示最小窗口的长度，begin为-1，表示最小窗口的起始位置。
使用双指针left和right，遍历字符串s。对于每个字符in=s[right]，将其在hash2中的频次加1。
如果hash2[in] == hash1[in]，说明窗口内的某个字符in已经达到了所需的频次，将count加1。
如果count等于kinds，说明窗口内包含了字符串t中的所有有效字符。此时需要更新结果。
如果当前窗口的长度小于minlen，将minlen更新为当前窗口的长度，begin更新为当前窗口的起始位置。
将窗口左边界向右移动，即将字符s[left++]移出窗口。如果hash2[out] == hash1[out] - 1，说明窗口内的字符out频次减少后仍然满足要求，将count减1。
重复步骤4至8，直到right遍历完整个字符串s。
最后判断begin是否仍然为-1，如果是则表示未找到满足要求的最小窗口子串，返回空字符串。否则，返回字符串s中起始位置为begin，长度为minlen的子串作为结果。

3.3 C++算法代码：

c++ 复制代码

class Solution {
public:
    string minWindow(string s, string t) {
        int hash1[128]={0};//统计字符串t中每个字符的频次
        int kinds=0;//统计有效字符有多少种
        for(auto ch:t)
            if(hash1[ch]++==0) kinds++;
        int hash2[128]={0};//统计窗口内每个字符的频次
        int minlen=INT_MAX,begin=-1;
        for(int left=0,right=0,count=0;right<s.size();right++)
        {
            char in=s[right];
            if(++hash2[in]==hash1[in]) count++;//进窗口+维护count
            while(count==kinds) //判断条件
            {
                 if(right-left+1<minlen)//更新结果
                 {
                     minlen=right-left+1;
                     begin=left;
                 }
                 char out=s[left++];
                 if(hash2[out]--==hash1[out]) count--;
            }
        }
        if(begin==-1) return "";
        else return s.substr(begin,minlen);
    }
};