30. 串联所有单词的子串

文章探讨了一种寻找字符串中包含所有给定单词的子串的问题,给出了四种不同的Python实现方法,包括使用等宽窗口右移、优化遍历方式、字典对比和字典抵消策略。这些方法针对时间效率和内存消耗进行了不同程度的优化,其中字典对比的方法在执行时间和内存使用上表现最优。

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题目-困难难度

给定一个字符串 s 和一个字符串数组 words。 words 中所有字符串 长度相同。

s 中的 串联子串 是指一个包含 words 中所有字符串以任意顺序排列连接起来的子串。

例如,如果 words = [“ab”,“cd”,“ef”], 那么 “abcdef”, “abefcd”,“cdabef”, “cdefab”,“efabcd”, 和 “efcdab” 都是串联子串。 “acdbef” 不是串联子串,因为他不是任何 words 排列的连接。
返回所有串联子串在 s 中的开始索引。你可以以 任意顺序 返回答案。

示例 1:

输入:s = “barfoothefoobarman”, words = [“foo”,“bar”]
输出:[0,9]
解释:因为 words.length == 2 同时 words[i].length == 3,连接的子字符串的长度必须为 6。
子串 “barfoo” 开始位置是 0。它是 words 中以 [“bar”,“foo”] 顺序排列的连接。
子串 “foobar” 开始位置是 9。它是 words 中以 [“foo”,“bar”] 顺序排列的连接。
输出顺序无关紧要。返回 [9,0] 也是可以的。

示例 2:

输入:s = “wordgoodgoodgoodbestword”, words = [“word”,“good”,“best”,“word”]
输出:[]
解释:因为 words.length == 4 并且 words[i].length == 4,所以串联子串的长度必须为 16。
s 中没有子串长度为 16 并且等于 words 的任何顺序排列的连接。
所以我们返回一个空数组。

示例 3:

输入:s = “barfoofoobarthefoobarman”, words = [“bar”,“foo”,“the”]
输出:[6,9,12]
解释:因为 words.length == 3 并且 words[i].length == 3,所以串联子串的长度必须为 9。
子串 “foobarthe” 开始位置是 6。它是 words 中以 [“foo”,“bar”,“the”] 顺序排列的连接。
子串 “barthefoo” 开始位置是 9。它是 words 中以 [“bar”,“the”,“foo”] 顺序排列的连接。
子串 “thefoobar” 开始位置是 12。它是 words 中以 [“the”,“foo”,“bar”] 顺序排列的连接。

提示:

  • 1 <= s.length <= 104
  • 1 <= words.length <= 5000
  • 1 <= words[i].length <= 30
  • words[i] 和 s 由小写英文字母组成

来源:力扣(LeetCode)
链接:https://leetcode.cn/problems/substring-with-concatenation-of-all-words
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1. 优化遍历方式

class Solution(object):
    def findSubstring(self, s, words):
        """
        :type s: str
        :type words: List[str]
        :rtype: List[int]
        """
        # 获取长度
        lw,lww = len(words),len(words[0])
        # 定义窗口右边界
        r = lw*lww
        ls = len(s)
        res = []
        # 遍历
        for i in range(ls-r+lww):
            #获取单词字符串
            word = s[i:i+r]
            # 获取单词列表
            li = []
            for j in range(0,len(word),lww):
                li.append(word[j:j+lww])
            if Counter(li)==Counter(words):
                res.append(i)
        return res

2. 字典对比

class Solution(object):
    def findSubstring(self, s, words):
        """
        :type s: str
        :type words: List[str]
        :rtype: List[int]
        """
        # 获取长度
        lw,lww = len(words),len(words[0])
        # 定义窗口右边界
        r = lw*lww
        ls = len(s)
        dic = defaultdict(int)
        for i in words:
            dic[i] += 1
        res = []
        # 遍历所有可能组合
        for i in range(ls-r+lww):
            # 与 words内所有单词字数总和相同的字符串
            w = s[i:i+r]
            # 如果匹配,就把每个单词放入li内,和words进行对比
            d = defaultdict(int)
            for j in range(0,r,lww):
                d[w[j:j+lww]]+=1
            # 当d与dic相同,加入当前i到res
            if d == dic:
                res.append(i)
        return res

3. 字典抵消

class Solution(object):
    def findSubstring(self, s, words):
        """
        :type s: str
        :type words: List[str]
        :rtype: List[int]
        """
        # 获取长度
        lw,lww = len(words),len(words[0])
        # 定义窗口右边界
        r = lw*lww
        ls = len(s)
        dic = defaultdict(int)
        for i in words:
            dic[i] += 1
        res = []
        # 遍历所有可能组合
        for i in range(ls-r+lww):
            # 如果匹配,就把每个单词放入li内,和words进行对比
            d = dic.copy()
            flag = True
            for j in range(i,i+r,lww):
                d[s[j:j+lww]]-=1
                if d[s[j:j+lww]] < 0:
                    flag = False
                    break
            # 当d与dic相同,加入当前i到res
            if flag == True:
                res.append(i)
        return res

4. 设置等宽的窗口右移 + 列表对比(超时)

超出时间限制

class Solution(object):
    def findSubstring(self, s, words):
        """
        :type s: str
        :type words: List[str]
        :rtype: List[int]
        """
        # 获取长度
        lw,lww = len(words),len(words[0])
        # 定义窗口右边界
        r = lw*lww
        res = []
        # 遍历
        for i in range(0,len(s)):
            #获取单词字符串
            word = s[i:i+r]
            # 获取单词列表
            li = []
            for j in range(0,len(word),lww):
                li.append(word[j:j+lww])
            if Counter(li)==Counter(words):
                res.append(i)
        return res
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