【数据结构与算法】一文学会滑动窗口算法，秒杀LeetCode多道字符串问题

最新推荐文章于 2025-12-15 22:32:00 发布

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#算法 #leetcode #职场和发展 #笔记 #代码小抄 #经验分享 #数据结构

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今天我们来学习滑动窗口算法，通过本文，你将彻底学会滑动窗口算法，可以一口气秒杀LeetCode多道算法题！

滑动窗口算法（Sliding Window）是一种基于数组或字符串的算法技术，它是一种高效的数据处理技术，主要用于处理数组和字符串相关的问题，通过减少循环的嵌套深度来降低算法的时间复杂度。

0. LeetCode相关问题

看完本文，你将可以秒杀以下算法题：

1. 滑动窗口关键思路和代码模板

1.1 基本思想

滑动窗口算法的基本思想是维护一个窗口，这个窗口在数组或字符串上滑动，从而找到满足特定条件的子数组或子字符串。具体来说，算法会设置两个指针，一个指向窗口的左边界（left），另一个指向窗口的右边界（right）。开始时，窗口的大小为0，然后右指针向右移动以扩大窗口，直到满足特定条件为止。一旦满足条件，算法会根据问题的要求更新结果（如记录满足条件的子数组的长度、计算子数组的和等），然后左指针会向右移动以缩小窗口，直到不再满足条件为止。这个过程会一直重复，直到右指针遍历完整个数组或字符串。

1.2 应用场景

滑动窗口算法广泛应用于各种字符串和数组问题，包括但不限于：

长度最小的子数组问题：例如，找到一个数组中和大于等于某个目标值的长度最小的子数组。
无重复最长子串问题：例如，找到一个字符串中不包含重复字符的最长子串的长度。
乘积小于K的子数组数目问题：例如，给定一个整数数组和一个整数K，找到乘积严格小于K的连续子数组的数目。
字符串匹配问题：例如，在一个较长的字符串中查找一个较短的字符串的所有出现位置。

1.3 代码模板

class Solution {
   
   
public:
    void xxxxx子字符串问题func(string s, string t) {
   
   
        // 前置判断条件
        ......
        
        int left = 0; // 初始化左边界
        int right = 0; // 初始化右边界

        while (right < n) // 右边界到末尾时结束
        {
   
   
            char c = s[right]; // 取要加入窗口的字符
            right ++; // 窗口右移

            // 更新窗口内的信息
            ......
            
            while (左窗口需要收缩的条件) 
            {
   
   
                char d = s[left];
                left ++; // 窗口左移

                // 更新窗口内的信息
                ......
            }

        }
        return;
    }
};

1.4 套模板，只需要思考以下几个问题

（1）什么时候应该扩大窗口？ - 其实这个问题也不用思考，根据模板，最外层循环一直往右扩即可
（2）什么时候应该缩小窗口？
（3）什么时候应该更新答案？
（4）窗口内需要更新什么信息？

参考：https://labuladong.online/algo/essential-technique/sliding-window-framework/

2. 实战：秒杀算法题

2.1 [3. 无重复字符的最长子串] 中等难度

2.1.1 套模板前思考问题

（1）什么时候应该扩大窗口？
根据模板，最外层循环一直往右扩即可

（2）什么时候应该缩小窗口？
当window内的字符计数出现重复（>1）时，这时候应该缩小左边窗口了

（3）什么时候应该更新答案？
答案是什么？最大长度
什么时候更新？左移完成之后（这时候right - left范围内才没有重复的字符）

（4）窗口内需要更新什么信息？
窗口中每个字符出现的次数

2.1.2 代码实现

class Solution {
   
   
public:
    int lengthOfLongestSubstring(string s) {
   
   
        int n = s.size();

        if (n <= 1)
        {
   
   
            return n;
        }

        int left = 0;
        int right = 0;
        int max_len = 0;
        std::unordered_map<char, int> window;
        while (right < n)
        {
   
   
            char c =