【没事看两道 leetcode 系列】100热题之滑动窗口

滑动窗口

久等了~

滑动窗口的特点是左右两端有两个指针标注着窗口左右界限。

如果我们要找一个满足需求的固定长度的窗口：记录下当前窗口与目标窗口之间的差异，每次循环剔除掉左侧元素，加入右侧新元素并再次比较。这样不用双层循环每次都重新遍历目标窗口长度。

如果要找一个非固定长度的窗口：右侧不断延伸，如果出现不满足条件的情况，则左侧指针也向右移动直到新窗口再次满足条件为止。随后右侧指针继续延伸。

3. 无重复字符的最长子串

这道题对应上面我们说过的第二种滑动窗口情况。

1. 左指针从0开始，右指针从1开始滑动（当然首先要考虑字符串长度<=1的情况）。
2. 右侧窗口指针不断滑动，如果每次滑动没有出现重复字符则当前长度+1，并判断是否要更新最大长度。
3. 如果右侧窗口指针出现了该窗口中已经出现过的重复元素，则左侧窗口指针向右移动直到略过重复元素出现的位置，形成新窗口。此时不用判断新窗口长度是否为最大长度，因为右侧向右移动了1，左侧向右至少移动了1，长度不可能变得比上一轮循环的窗口长度更长。

比如对于示例1：

起始窗口： ptr_left=0, ptr_right=1, (ab), window_length=2

第一次移动： ptr_left=0, ptr_right=2, (abc), window_length=3

第二次移动： ptr_left=0, ptr_right=3, (abca)，出现重复元素。则左指针向右移动直到不再出现重复元素为止：ptr_left=1, ptr_right=3, (bca)

第三次移动： ptr_left=1, ptr_right=4, (bcab)，出现重复元素。则左指针向右移动直到不再出现重复元素为止：ptr_left=2, ptr_right=4, (cab)

……

至于窗口中是否重复元素的判断方式，最优解还是哈希表查找。遍历我觉得也还行吧。

class Solution {
    public int lengthOfLongestSubstring(String s) {
        if (s == null || s.length() == 0)
            return 0;
        int left = 0, right = 1, max_length = 1;
        Set<Character> set = new HashSet<Character>();
        set.add(s.charAt(left));
        while (right < s.length()) {
            if (!set.add(s.charAt(right))) {
                int i = left;
                while (s.charAt(i) != s.charAt(right)) {
                    set.remove(s.charAt(i));
                    i++;
                }
                left = i + 1;
            } else {
                if (right - left + 1 > max_length) {
                    max_length = right - left + 1;
                }
            }
            right++;
        }
        return max_length;
    }
}

438. 找到字符串中所有字母异位词

这种属于我们介绍的滑动窗口第一种情况：固定窗口长度。

对于待检索的字符串 s，我们可以先存储 [0, p.length()-1] 范围的一个窗口范围的子串。随后每轮循环中舍弃掉左侧的一个元素，添加右侧的一个新元素，重点关注增加这两处变动后新子串和目标子串的差异变化。

关于差异，题解采取了用长度为26的数组记录字符差异的方法。目标子串中有而当前子串中没有的记为+1，当前子串中有而目标子串中没有的记为-1. 当数组所有元素求和=0 的话说明当前窗口子串和目标子串无差异。

class Solution {
    public List<Integer> findAnagrams(String s, String p) {
        List<Integer> return_list = new ArrayList<Integer>();

        if (s.length() < p.length())
            return return_list;
        int[] count = new int[26];

        for (int i = 0; i < p.length(); i++) {
            count[p.charAt(i) - 'a']++;
            count[s.charAt(i) - 'a']--;
        }
        int differ = 0;
        for (int i = 0; i < 26; i++) {
            if (count[i] != 0)
                differ++;
        }
        if (differ == 0)
            return_list.add(0);

        for (int i = 0; i < s.length() - p.length(); i++) {
            if (count[s.charAt(i) - 'a'] == -1) {
                --differ;
            } else if (count[s.charAt(i) - 'a'] == 0)
                ++differ;
            count[s.charAt(i) - 'a']++;

            if (count[s.charAt(i + p.length()) - 'a'] == 1) {
                --differ;
            } else if (count[s.charAt(i + p.length()) - 'a'] == 0)
                ++differ;
            count[s.charAt(i + p.length()) - 'a']--;
            if (differ == 0)
                return_list.add(i + 1);
        }
        return return_list;
    }
}