华为OD机试 - 最左侧冗余覆盖子串 - 滑动窗口（Java 2024 C卷 100分）

已于 2025-01-27 20:12:38 修改
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分类专栏： 华为OD机试（JAVA）真题 文章标签： 华为od java 华为 程序人生 学习
于 2023-07-19 13:13:46 首次发布
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本文介绍了如何解决华为在线开发者测试（OD）中的一道编程题，题目要求在给定字符串s2中找到最左侧的长度为s1长度加k的子串，该子串包含s1的所有字母且每个字母至少出现s1中对应次数。解题思路涉及滑动窗口算法，使用Java实现。文章提供了解题思路、Java代码以及输入输出示例。

一、题目描述

给定两个字符串 s1 和 s2 和正整数k，其中 s1 长度为 n1，s2 长度为 n2， 在s2中选一个子串，满足:

  1. 该子串长度为n1+k；
  2. 该子串中包含s1中全部字母；
  3. 该子串每个字母出现次数不小于s1中对应的字母， 我们称s2以长度k冗余覆盖s1， 给定s1，s2，k, 求最左侧的s2以长度k冗余覆盖s1的
    子串的首个元素的下标， 如果没有返回-1。

二、输入描述

输入为三行：

  1. 第一行为 s1
  2. 第二行为 s1
  3. 第三行为 k

s1和s2都只包含小写字母。

三、输出描述

最左侧的 s2 以长度 k 冗余覆盖 s1 的子串的首个元素下标，若不存在，则返回-1。

四、测试用例

测试用例1

1、输入

abc
abcdabc
1

2、输出

0

3、说明

s1 = “abc”，s2 = “abcdabc”，k = 1。子串 “abcd” 满足条件。

测试用例2

1

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或者，冗余覆盖k次可能指的是在子串中，s1的每个字符的出现次数可以被覆盖，而子串中对应字符的出现次数至少等于s1中的次数，并且总共有k个额外的字符。例如，比如s1是ab，那么子串需要至少包含一个a和一个b，并且子串的总长度减去s1的长度等于k？ 但例子中的子串dc并不包含ab中的任何字符，所以这显然不可能。这说明我的理解可能有错误。 这时候可能我需要再仔细读题目，或者可能例子中的情况是否有误？ 或者，可能问题中的冗余覆盖的条件是不同的？例如，子串可以通过移动s1的位置，允许最多k个位置的错位覆盖？ 这个时候可能需要重新理解题目。 根据题目描述，“冗余覆盖”可能是指：子串中包含s1的每个字符，但允许这些字符的位置有不超过k的偏移。例如，s1的每个字符可以在子串中出现，但顺序可以打乱，并且每个字符的位置可以有最多k的偏移？或者可能冗余覆盖的定义是，子串中必须包含s1的所有字符，但允许有k个其他字符的冗余？ 比如，当k=1时，子串的长度可以是len(s1)+k？或者子串的长度必须等于len(s1)+k？ 或者，可能题目中的冗余覆盖指的是，子串的长度等于s1的长度加上k，并且子串中包含s1的所有字符，顺序可以任意？ 这个时候，可能需要结合例子来理解。例如，例子中的s1=ab，k=1。正确的输出是dc，但dc并不包含a或b，这说明之前的理解肯定有问题。或者例子中的输出是否错误？ 或者，可能我误解了例子？例如，原题中的例子是否给出正确的输出？ 假设例子中的输入是s1=ab，s2=dcdabcd，k=1。输出是dc。那这个子串dc对应的索引是0到1（假设字符串索引从0开始）。那这个子串是否满足某种条件？ 这时候可能需要重新理解题目中的冗余覆盖定义。例如，可能冗余覆盖的条件是，子串中包含s1的所有字符，且子串的长度不超过s1的长度 +k。或者，可能冗余覆盖的条件是，子串的长度为s1的长度 +k，并且子串中包含s1的所有字符，顺序无关。 但例子中的s1是ab，子串dc中没有a或b，显然不符合。所以这说明我的理解肯定有错误，或者例子中的情况可能有其他条件？ 或者可能题目中的冗余覆盖的条件不同？ 这时候可能需要重新仔细阅读题目描述。根据用户提供的题目名称，“最左侧冗余覆盖子串”，可能冗余覆盖的定义是： 子串能够覆盖s1的所有字符，但允许有k个冗余的字符。或者，子串的长度比s1的长度长k，并且覆盖了s1的所有字符？ 或者，可能题目中的冗余覆盖是指，子串必须完全覆盖s1，即包含s1的所有字符，每个字符的出现次数不少于s1中的次数，并且子串的长度等于s1的长度加上k。在这种情况下，子串的长度必须是m +k（m是s1的长度）。 例如，在例子中，s1的长度是2，k=1，所以子串的长度必须是3。然后在s2中找是否存在长度为3的子串，满足包含s1的所有字符，且总长度是3=2+1。此时，在s2中寻找长度为3的子串，并且包含ab的所有字符。例如，在s2=dcdabcd中，可能存在子串如 cda（d c d）、dab等？ 但例子中的输出是dc，长度是2，这与假设的m+k=3不符，所以这说明我的理解有误。 这时候可能需要重新审题，或者可能用户给出的例子是否正确？ 或者可能题目中的k不是指长度的增量，而是允许的额外字符数目？比如，允许子串长度比s1多不超过k，但必须覆盖所有s1的字符？ 比如，当k=1时，子串的长度可以是m到m+1之间的任意长度。此时，在例子中，可能子串的长度可以是2或3？ 例如，在例子中，可能子串dab（长度3）满足条件。或者，可能还有其他情况？ 或者，可能题目中的冗余覆盖允许子串的长度是m，而k是指允许的冗余次数，比如，允许有k个位置上的字符与s1不同？ 或者，可能题目中的冗余覆盖的条件是，子串中包含s1的所有字符，但允许其他字符的数量不超过k？ 这时候，可能需要另一种思路。例如，滑动窗口的方式，统计窗口内的字符是否满足覆盖s1的条件，并且允许一定的冗余。 或者，题目中的冗余覆盖可能是指，子串可以通过调整k个字符来完全覆盖s1。例如，子串中包含s1的所有字符，但允许最多k个其他字符的存在？ 这时候，可能需要用滑动窗口的方法，找到子串中包含s1所有字符，并且子串的长度等于s1的长度加上k？ 或者，是否允许子串的长度等于s1的长度加上k，并且在该窗口中包含s1的所有字符？ 例如，当k=1时，子串的长度为m +k =3。所以在例子中，寻找长度3的子串中包含ab的所有字符。例如，在dcdabcd中，可能有dab这个子串，索引是2-4（假设索引从0开始），即字符d a b。这时，该子串包含ab，长度为3，满足条件。这时候最左侧的子串是dab？但例子中的输出是dc，这说明这也不符合。 这时候可能我的理解完全错误，需要重新考虑。 或者，题目中的冗余覆盖可能指的是：子串必须覆盖s1的所有字符，且子串的长度等于s1的长度加上k。此时，k可以是冗余的长度。例如，当k=1时，子串的长度是m +k =3。此时，在例子中，可能符合条件的子串是dab，长度3，包含ab。那么该子串的起始位置是2，那么输出应该是2对应的子串dab？ 但例子中的输出是dc，起始位置0，所以这说明假设错误。 这时候，可能题目中的条件不是必须子串长度等于m +k，而是允许子串的长度 >=m，并且 <=m +k。例如，子串的长度在[m, m +k]的范围内，并且包含s1的所有字符。这种情况下，可能存在多个可能的子串长度，要找到最左边的那个。 例如，当k=1时，子串的长度可以是2或3。那么，在例子中，可能长度为2的子串是否满足条件？ 比如，子串dc（长度2）是否满足包含ab？显然不，所以这说明例子中的输出可能有其他条件？ 这时候，可能题目中的冗余覆盖条件与字符的位置无关，而是允许字符的覆盖次数？ 比如，可能冗余覆盖的条件是，子串中的字符频数覆盖了s1的字符频数，并且子串的长度等于s1的长度加上k？ 或者，题目中的冗余覆盖指的是，s1的每个字符在子串中出现的次数至少等于其在s1中的次数，而子串的长度等于s1的长度加上k？ 这种情况下，子串的字符可以包含其他字符，但必须满足每个s1中的字符的出现次数足够。 例如，在例子中，s1=ab有两个字符，各出现一次。子串的长度是3（2+1），那么寻找长度为3的子串，其中a和b各至少出现一次。例如，在s2中，子串dab（字符d,a,b）满足条件，所以起始位置是2，子串dab。但例子中的输出是dc，起始位置0，这显然不满足条件。这说明我的理解还是有问题。 这时候可能需要重新分析题目中的例子，或者可能我误解了题目的意思。 原题给出的例子： 输入： s1 = ab s2 = dcdabcd k = 1 输出： dc 这个输出对应的子串是前两个字符dc。那这个子串是否满足什么条件？ 假设，冗余覆盖的条件是，子串的长度等于s1的长度加上k。在例子中，s1长度是2，k=1，所以子串长度是3。但dc的长度是2，所以这显然不符合。这说明我的理解肯定有错误。 或者，可能冗余覆盖的条件是，子串的长度等于s1的长度，并且允许有k次覆盖错误？ 例如，允许子串中有k个字符与s1不同？ 例如，当k=1时，子串的长度是2，允许有一个字符不同。例如，dc与ab有两个不同的字符，这超过了k=1的限制，所以这也不符合。 或者，可能题目中的冗余覆盖k次是指，子串可以覆盖s1中的字符，并且允许有k次额外的覆盖，例如，每个字符可以多覆盖k次？ 或者，可能题目中的条件与子串的位置有关？例如，子串的起始位置i和结束位置j满足j -i +1 >= len(s1)，并且子串中包含s1的所有字符，且冗余部分为k次？ 这时候可能需要更仔细地理解题目。 根据用户的描述，题目中的冗余覆盖可能是指，子串的长度在s1长度的基础上，可以冗余k个字符。例如，允许子串的长度是s1的长度加上k，并且包含s1的所有字符？ 或者，可能题目中的冗余覆盖k次指的是，子串中的每个字符可以被覆盖k次？ 这个时候，可能题目中的条件比较模糊，需要重新审视题目描述。 可能题目中的条件应理解为：在s2中寻找一个子串，该子串刚好可以通过k次冗余覆盖包含s1。这里的冗余覆盖可能意味着，子串中必须包含s1的所有字符，并且子串的长度等于s1的长度加上k。例如，当k=0时，子串必须与s1完全相同。当k=1时，子串比s1长1个字符，并且在其中包含s1的所有字符，可能顺序可以打乱？ 例如，对于s1=ab，k=1，子串的长度必须是3，并且包含a和b各至少一次。这时候在s2=dcdabcd中寻找长度为3的子串，检查是否满足条件。例如，dcd（索引0-2）中没有a或b，不符合。cdc（1-3）同样没有。dab（索引2-4）包含a和b，所以符合条件。此时输出应该返回该子串的起始索引2，对应的子串是dab。但题目中的例子输出是dc，这说明这可能不是正确的条件。 这时候可能用户给出的例子是否有问题？或者我是否漏看了其他条件？ 或者，可能题目中的冗余覆盖允许子串中包含s1的字符，但可以有多余字符，且k是允许的冗余次数？例如，子串中必须包含s1的所有字符，并且可以有k个其他字符？ 在这种情况下，子串的长度可以是任意大于等于s1长度的，只要多余的字符数不超过k。或者，可能题目中的冗余次数k是允许子串的长度比s1的长度多不超过k？ 例如，子串的长度在s1的长度到s1的长度 +k之间？ 这个时候，要找到最左侧的子串，其长度在m到m+k之间，并且包含s1的所有字符。 在例子中，s1长度是2，k=1，所以子串的长度可以是2或3。此时，在s2中从左到右检查每个可能的子串，长度为2或3的，是否包含s1的所有字符。 当子串长度是2时，检查每个长度为2的子串是否包含ab。例如，dc（d和c）不包含。cd（c和 d）不包含。dc（d和c）？d c d a b c d中的每个长度为2的子串都不包含a和b。所以没有符合条件的。对于长度为3的子串，例如dcd（0-2），没有a或b。cda（1-3）也没有。dab（2-4）包含a和b，所以符合条件。那么起始索引是2，子串是dab。所以输出应该是dab的起始位置。但例子中的输出是dc，这说明我的理解还是有问题。 这时候可能需要重新考虑题目的条件。可能冗余覆盖的条件不是包含s1的所有字符，而是其他条件？ 或者，可能题目中的冗余覆盖k次是指，子串的长度为s1的长度，但允许有k个字符不同？ 例如，当k=1时，子串与s1相比，最多有1个不同的字符。例如，dc与ab相比，两个字符不同，不符合。而某个子串如ac，一个不同，符合条件。但例子中的输出是dc，这说明这也不成立。 这时候，可能我无法通过例子来正确理解题目要求，必须回到题目本身的描述。 假设题目中的冗余覆盖k次的定义是：子串的长度等于s1的长度加上k，并且该子串中存在某个位置，使得s1作为该子串的某个子序列可以通过最多k次插入操作得到？ 或者，可能题目中的冗余覆盖是允许子串中的字符顺序可以不同，但必须包含s1中的所有字符，并且子串的长度不超过s1的长度 +k？ 例如，在例子中，k=1，所以子串长度可以是2或3。如果子串dc的长度是2，此时允许有k=1次冗余覆盖，那么这可能意味着在子串中有1个冗余的字符？或者，可能允许子串比s1多k个字符，并且包含s1的所有字符？ 例如，当子串的长度是2时，允许比s1多0个字符，即等于s1的长度，此时k可能为0。但例子中的k=1，所以这可能不符合。 这似乎陷入了死胡同，可能我需要寻找其他思路。 或许，应该参考类似的问题，比如寻找包含s1所有字符的最小子串，或者允许一定冗余的覆盖。例如，滑动窗口的变种。 可能的思路是：在s2中，找到一个窗口，使得该窗口中的字符包含s1中的所有字符，并且窗口的长度等于s1的长度加上k。然后，在所有这样的窗口中，选择最左边的那个。如果不存在这样的窗口，则返回空。 或者，窗口的长度可以是任意长度，但必须满足窗口中的字符覆盖s1的所有字符，并且窗口的长度不超过s1的长度 +k。此时，可能需要在所有可能的窗口中找到最左边的符合条件的。 但这样可能比较复杂。 或者，问题中的冗余覆盖k次可能指的是，允许在子串中最多有k个字符不在s1中。例如，子串的长度可以是任意的，但其中至少有（子串长度 -k）个字符属于s1，并且覆盖了s1的所有字符。 或者，可能问题的条件是，子串的长度必须等于s1的长度，并且在子串中允许最多k个字符与s1不同。例如，类似于字符串的模糊匹配，允许k个差异。 但在例子中，输出是dc，s1是ab，两者完全不相同，所以k=1的话，差异是2，这超过了k=1的条件。所以这也不符合。 此时，可能原题中的条件与我当前的假设完全不同，必须重新分析。 另一种思路是：冗余覆盖可能指子串覆盖s1的次数，例如，子串中s1出现了多次，其中k次冗余。但这也难以与例子中的情况对应。 或许，正确的做法是参考类似题目的解法，例如，LeetCode中的覆盖子串问题，但可能这里的条件有所不同。 假设题目要求的是，在s2中找到一个子串，该子串包含s1的所有字符，且子串的长度等于s1的长度 +k。这种情况下，滑动窗口的方法可能适用。 例如，在s2中，维护一个滑动窗口，窗口大小为m +k（m是s1的长度），统计窗口内的字符频率是否满足包含s1的所有字符。如果有，则记录窗口的起始位置，选择最左侧的。 这样，对于例子中的情况，当窗口大小为2+1=3时，滑动窗口检查每个长度为3的子串是否包含ab。 在s2=dcdabcd中，各长度为3的子串： 0-2: d c d → 不含a或b 1-3: c d a → 含a，但缺b 2-4: d a b → 含a和b → 满足条件。此时窗口起始位置是2，子串是dab。那么结果应为dab的起始位置，即2。但例子中的输出是dc，起始位置0，这显然矛盾。这说明我的思路有问题。 这时候，必须重新审视原题的描述。可能题目中的条件不是子串必须包含s1的所有字符，而是其他条件？ 或者，可能题目中的冗余覆盖k次指的是，s1可以通过k次插入操作得到子串的某个子序列？例如，子串中存在一个子序列等于s1，并且插入的字符数为k。这种情况下，子串的长度等于s1的长度 +k。例如，s1是ab，k=1时，子串可以是axb（插入一个x），或者abx，或者xab等。这种情况下，在s2中寻找最左侧的长度为3的子串，其中存在子序列ab，且插入的字符数是1。例如，在例子中，子串dab（索引2-4）中的子序列ab，插入了一个d，所以k=1。此时满足条件。所以输出是dab的起始位置2。但例子中的输出是dc，这显然不符合。 这说明这种假设也不正确。 此时，我可能需要重新思考题目中的条件，或者可能用户提供的例子是否存在错误？ 或者，可能题目中的冗余覆盖k次指的是，子串必须完全覆盖s1，即包含s1的所有字符，且子串的长度等于s1的长度加上k？并且，在这个子串中，s1的每个字符的出现次数必须大于或等于其在s1中的次数？ 这种情况下，例如，当k=1时，子串的长度是3。在例子中，dab满足条件，所以返回起始位置2。但原题中的例子输出是dc，这显然不符合。 这时候，可能原题中的例子描述有误，或者我的理解存在根本性错误。 或者，可能题目中的“冗余覆盖”指的是子串必须完全覆盖s1，但允许字符的顺序不同，并且子串的长度可以比s1的长度多k？ 例如，当k=1时，子串的长度是3，必须包含s1的所有字符。此时，在例子中，dab是符合的，但原例子中的输出是dc，这
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