【优选算法】Sliding-Chakra:滑动窗口的算法流(下)

文章目录

本篇接上一篇滑动窗口算法,这一篇有些许难度,为了提升自我,请耐心看完后,多敲代码整理思路,相信能够有莫大的收获😼

1.水果成篮

✏️题目描述:

✏️示例:

传送门: 水果成篮

题解:

首先解读题意,简单来说就是找到一个区间,其中的果树种类用数字表示,种类不超过两种,题目默认是能找到至少两种水果,所以求在此前提下能找到的最长区间是多少?

💻第一步:

或许该题可以使用暴力解法解决,但明显时间复杂度太高无法通过示例

因此根据前些题目的经验,由于是找区间,而且要统计种类数量滑动窗口+哈希表

💻第二步:

具体的窗口滑动如图所示

先让第一个数据录入,即进窗口判断不断循环,然后right依次向后移并不断往哈希表录入每个位置种类更新数据,直到哈希表内的键值对大于2,即种类大于2;此时left减去第一个数据,即出窗口判断不断循环,然后不断向后移直到哈希表里的一个种类数据变为0,对其进行erase操作减少一个种类,再次开始更新数据

💻代码实现:

cpp 复制代码
#include <iostream>
#include <vector>
#include <unordered_map>
using namespace std;

class Solution
{
public:
    int totalFruit(vector<int>& fruits)
    {
        unordered_map<int, int> hash;
        int ret = 0, n = fruits.size();
        for (int left = 0, right = 0; right < n; ++right)
        {
            hash[fruits[right]]++;
            while (hash.size() > 2)
            {
                hash[fruits[left]]--;
                if (hash[fruits[left]] == 0)
                {
                    hash.erase(fruits[left]);
                }
                left++;
            }
            ret = max(ret, right - left + 1);
        }
        return ret;
    }
};

2.找到字符串中所有字母异位词

✏️题目描述:

✏️示例:

传送门: 找到字符串中所有字母异位词

题解:

首先我们要知道什么是异位词?

本题第一难为解读题意,通常读不懂题目时要多结合示例分析,结合示例1示例2,把p这个字符串放在s这个字符串里比对,不考虑p的顺序,找到所有异位词,返回其起始下标

💻第一步:

先思考如何在代码运行过程中判断其是否为异位词,只判断个数显然是不行的,既要种类相同,又要出现的个数相同,因为哈希表会减慢运行,这里也只有26种字母,所以我们可以给需要找到的字符串创建模拟哈希表hash1被寻找的字符串创建模拟哈希表hash2对比两个哈希表的种类及数量就能准确得出是否为异位词

💻第二步:

具体实现的流程图如图所示,与前些写的题有些许不同

先让第一个数据录入,即进窗口判断不断循环,然后right依次向后移并不断往哈希表中录入,直到left和right之间的长度大于字符串p;此时left减去第一个数据,即出窗口判断不断循环,然后向后移1位使长度继续维持为字符串pcheck然后如果符合要求则更新结果。然后right向前一位,判断,left向前一位,判断更新结果,以此循环

💻细节问题

这里重点在于如何更新结果,一般的思路是遍历hash1和hash2,并对比两个数组,显然此方法是冗余复杂的,接下来将介绍一种方法,通常想不到,因此很有学习价值

先统计字符串p中的字符种类及数量,count表示sleftright之间的种类数量,在right移动过程中,字符串s的起始种类数量都为0,然后当字符串s的种类数量小于等于字符串p的种类数量时,说明该位置增加的是有效字符,count++

还是滑动窗口的起始操作,如图当righte时,明显超出了字符串p的大小,left应该在c,移动leftb,然后当字符串s的种类数量小于等于字符串p的种类数量时,说明该位置减少的是有效字符,count--

最后当两个模拟哈希表中的种类数量相等,即count == m

💻代码实现:

cpp 复制代码
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

class Solution 
{
public:
    vector<int> findAnagrams(string s, string p) 
    {
        vector<int> ret;
        int hash1[26] = { 0 };
        for (auto ch : p)
        {
            hash1[ch - 'a']++;
        }
        int hash2[26] = { 0 };
        int n = s.size();
        int m = p.size();
        for (int left = 0, right = 0, count = 0; right < n; ++right)
        {
            hash2[s[right] - 'a']++;
            if (hash2[s[right] - 'a'] <= hash1[s[right] - 'a'])
            {
                count++;
            }
            if (right - left + 1 > m)
            {
                if (hash2[s[left] - 'a'] <= hash1[s[left] - 'a'])
                {
                    count--;
                }
                hash2[s[left] - 'a']--;
                left++;
            }
            if (count == m)
            {
                ret.push_back(left);
            }
        }
        return ret;
    }
};

3.串联所有单词的子串

✏️题目描述:

✏️示例:

传送门: 串联所有单词的子串

题解:

本题的题意也有些难以理解,但是结合找到字符串中所有字母异位词这题的铺垫,使得这题也不是无从下手

如图所示,把这些字符串看成一个个的字符,是不是就和之前那题是一样的?

💻细节问题

w每个字符串的长度多长,那么left,right就有几种起始情况

当right移动到最后不足字符串w的长度时,会发生越界,所以要写为right + len <= n

💻代码实现:

cpp 复制代码
#include <iostream>
#include <vector>
#include <unordered_map>
using namespace std;

class Solution 
{
public:
    vector<int> findSubstring(string s, vector<string>& words) 
    {
        unordered_map<string, int> hash1;
        for (auto s : words)
        {
            hash1[s]++;
        }
        vector<int> ret;
        int len = words[0].size(), m = words.size(), n = s.size();
        for (int i = 0; i < len; ++i)
        {
            unordered_map<string, int> hash2;
            for (int left = i, right = i, count = 0; right + len <= n; right += len)
            {
                string in = s.substr(right, len);
                hash2[in]++;
                if (hash1.count(in) && hash2[in] <= hash1[in])
                {
                    count++;
                }
                if (right - left + 1 > len * m)
                {
                    string out = s.substr(left, len);
                    if (hash1.count(out) && hash2[out] <= hash1[out])
                    {
                        count--;
                    }
                    hash2[out]--;
                    left += len;
                }
                if (count == m)
                {
                    ret.push_back(left);
                }
            }
        }
        return ret;
    }
};

4.最小覆盖子串

✏️题目描述:

✏️示例:

传送门: 最小覆盖子串

题解:

本题题意为在字符串s里找到一个含有t的字符串区间,只要该区间内符合t的种类数量即可,无论其他的字符有多少个

💻细节问题

所以本题虽说是困难难度,但是依据前几题的思路铺垫,这道题也能说不在话下了,依旧是模拟哈希表+滑动窗口(因为哈希表太占空间了,影响效率)

注意 当是当hash2中的种类数量hash1中的种类数量一样时才count++

💻代码实现:

cpp 复制代码
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

class Solution 
{
public:
    string minWindow(string s, string t) 
    {
        int hash1[128] = { 0 };
        int kinds = 0;
        for (auto ch : t)
        {
            if (hash1[ch]++ == 0)
            {
                kinds++;
            }
        }
        int hash2[128] = { 0 };
        int n = s.size(), minlen = INT_MAX, begin = -1;
        for (int left = 0, right = 0, count = 0; right < n; ++right)
        {
            if (++hash2[s[right]] == hash1[s[right]])
            {
                count++;
            }
            while (count == kinds)
            {
                if (right - left + 1 < minlen)
                {
                    minlen = right - left + 1;
                    begin = left;
                }
                if (hash2[s[left]]-- == hash1[s[left]])
                {
                    count--;
                }
                left++;
            }
        }
        if (begin == -1)
        {
            return "";
        }
        else
        {
            return s.substr(begin, minlen);
        }
    }
};

也是第一次用时击败100%,比官方还优秀的解法😎


希望读者们多多三连支持

小编会继续更新

你们的鼓励就是我前进的动力!

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