76 最小覆盖子串

1. 处理特殊情况

目的:处理空字符串或无效输入,直接返回空结果。

2. 初始化字符计数器

目的:统计目标字符串 t 的字符需求,并为滑动窗口建立字符统计。
实现步骤

  1. 使用哈希表(或数组)记录 t 中每个字符的出现次数。
  2. 定义窗口哈希表,动态记录当前窗口内字符的出现次数。
  3. 初始化有效计数 valid,用于判断窗口是否覆盖 t 的所有字符。

3. 滑动窗口主体框架

目的:用双指针维护窗口,右指针扩展窗口,左指针收缩窗口。
实现步骤

  1. 定义左右指针 left=0, right=0,初始化最小窗口长度和起始位置。
  2. 右指针遍历字符串,更新窗口统计。
  3. 当窗口满足覆盖条件时,收缩左指针寻找最小窗口。

4. 右指针扩展逻辑

目的:更新窗口字符计数,并检查是否满足 t 的需求。
关键点

  • 仅处理 t 中需要的字符。
  • 当窗口内某字符数量达到 t 的需求时,valid 自增。

5. 判断窗口覆盖条件

目的:当 valid 等于 need 的字符种类数时,说明窗口已覆盖 t

6. 左指针收缩逻辑

目的:收缩窗口左边界,尝试找到更小的覆盖子串。
关键点

  • 左移时需检查移出的字符是否影响 valid
  • 更新窗口统计时需反向操作(与右指针扩展相反)。
class Solution {
public:
    string minWindow(string s, string t) {
        if (s.empty() || t.empty() || s.length() < t.length()) return "";

        unordered_map<char, int> need, window;
        for (char c : t) need[c]++;
        int valid = 0;

        int left = 0, right = 0;
        int start = 0, min_len = INT_MAX;

        while (right < s.size()) {
            // 右指针扩展
            char c = s[right++];

            if (need.count(c)) {
                window[c]++;
                if (window[c] == need[c]) {
                    valid++;
                }
            }

            while (valid == need.size()){
                if (right - left < min_len) {
                    min_len = right - left;
                    start = left;
                }

                char d = s[left++];
                if (need.count(d)) {
                    if (window[d] == need[d]) {
                        valid--;
                    }
                    window[d]--;
                }
            }
        }
        return min_len == INT_MAX ? "" : s.substr(start, min_len);
    }
};

一、时间复杂度分析

  1. 主循环结构
    代码通过左右指针 left 和 right 实现滑动窗口,两个指针各遍历字符串 s 一次(长度记为 n),因此时间复杂度为 O(n)

  2. 哈希表操作

    • need 哈希表的初始化需要遍历字符串 t(长度记为 m),时间复杂度 O(m)
    • 每次窗口滑动时的哈希表查询和更新操作均为 O(1)(假设哈希函数均匀分布)。
  3. 总体时间复杂度
    综合主循环和哈希表操作,总时间复杂度为 O(n + m),满足线性复杂度要求

### Java 实现最小覆盖子串算法 对于最小覆盖子串问题,在字符串 `s` 中找到能覆盖字符串 `t` 所有字符的最小子串是一项挑战。下面展示了一个基于滑动窗口技术来解决问题的方法[^1]。 ```java import java.util.*; public class MinWindowSubstring { public String minWindow(String s, String t) { if (s == null || t == null || s.isEmpty() || t.isEmpty()) return ""; Map<Character, Integer> targetCount = new HashMap<>(); for (char c : t.toCharArray()) { targetCount.put(c, targetCount.getOrDefault(c, 0) + 1); } int requiredChars = targetCount.size(); int formed = 0; Map<Character, Integer> windowCounts = new HashMap<>(); int left = 0, right = 0; int[] ans = {-1, 0, 0}; while (right < s.length()) { char character = s.charAt(right); windowCounts.put(character, windowCounts.getOrDefault(character, 0) + 1); if (targetCount.containsKey(character) && windowCounts.get(character).intValue() == targetCount.get(character).intValue()) { formed++; } while (left <= right && formed == requiredChars) { character = s.charAt(left); if (ans[0] == -1 || right - left + 1 < ans[0]) { ans[0] = right - left + 1; ans[1] = left; ans[2] = right; } windowCounts.put(character, windowCounts.get(character) - 1); if (targetCount.containsKey(character) && windowCounts.get(character).intValue() < targetCount.get(character).intValue()) { formed--; } left++; } right++; } return ans[0] == -1 ? "" : s.substring(ans[1], ans[2] + 1); } } ``` 上述代码实现了滑动窗口方法,通过两个指针(`left`, `right`)维护当前考察的窗口范围,并利用哈希表记录目标字符串`t`中的字符频率以及当前窗口内的字符频率。当窗口内包含了足够的`t`中字符时尝试收缩左边界以优化解的空间大小[^2]。
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值