day110—同向双指针(数组)—最多K个重复元素的最长子数组(LeetCode-2958)

题目描述

给你一个整数数组 nums 和一个整数 k

一个元素 x 在数组中的 频率 指的是它在数组中的出现次数。

如果一个数组中所有元素的频率都 小于等于 k ,那么我们称这个数组是 数组。

请你返回 nums最长好 子数组的长度。

子数组 指的是一个数组中一段连续非空的元素序列。

示例 1:

复制代码
输入:nums = [1,2,3,1,2,3,1,2], k = 2
输出:6
解释:最长好子数组是 [1,2,3,1,2,3] ,值 1 ,2 和 3 在子数组中的频率都没有超过 k = 2 。[2,3,1,2,3,1] 和 [3,1,2,3,1,2] 也是好子数组。
最长好子数组的长度为 6 。

示例 2:

复制代码
输入:nums = [1,2,1,2,1,2,1,2], k = 1
输出:2
解释:最长好子数组是 [1,2] ,值 1 和 2 在子数组中的频率都没有超过 k = 1 。[2,1] 也是好子数组。最长好子数组的长度为 2 。

示例 3:

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输入:nums = [5,5,5,5,5,5,5], k = 4
输出:4
解释:最长好子数组是 [5,5,5,5] ,值 5 在子数组中的频率没有超过 k = 4 。
最长好子数组的长度为 4 。

提示:

  • 1 <= nums.length <= 105
  • 1 <= nums[i] <= 109
  • 1 <= k <= nums.length

解决方案:

  1. 维护一个窗口 [left, right],保证窗口内每个数字的出现次数都不超过k

  2. 用哈希表 unordered_map<int,int> map记录当前窗口中每个数字出现的次数

  3. 当新数字加入窗口导致其出现次数 > k 时,从左边收缩窗口直到这个数字的次数 ≤ k

  4. 收缩后窗口内所有数字的出现次数都 ≤ k,记录此时的窗口长度

关键点

  • unordered_map是因为不知道数字的范围,且需要O(1)时间的查找/更新

  • map[nums[right]] > k时,说明新加入的数字出现太多次,需要收缩

  • 收缩时减少 map[nums[left]]的次数,左指针右移

  • 每次收缩后窗口仍保持合法(所有数字频率 ≤ k)

为什么有效

  • 右指针不断扩展窗口

  • 当窗口不合法时(某个数字超过k次),从左边移除元素直到重新合法

  • 窗口合法的所有时刻,都记录最大长度

时间复杂度

O(n),每个元素最多进出窗口各一次

结果

返回满足条件的最长子数组的长度。

函数源码:

cpp 复制代码
class Solution {
public:
    int maxSubarrayLength(vector<int>& nums, int k) {
        int len=nums.size();
        int left=0;
        int ans=0;
        // 需要知道 nums 中数字的范围
        // int max_num = *max_element(nums.begin(), nums.end());
        // vector<int> map(max_num + 1, 0);
        unordered_map<int,int>map;

        for(int right=0;right<len;right++){
            map[nums[right]]+=1;
            while(map[nums[right]]>k){
                map[nums[left]]-=1;
                left+=1;
            }
             ans=max(ans,right-left+1);

        }

        return ans;
    }
};
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