leetcode76

本文探讨如何使用滑动窗口技巧在O(n)时间复杂度内找到字符串s中最小子串,该子串包含字符串t的所有字符。通过实例和代码解释了如何构建字符频率数组,调整左右指针并优化查找过程,以找到满足条件的最小子串。

最小覆盖子串

给你一个字符串 s 、一个字符串 t 。返回 s 中涵盖 t 所有字符的最小子串。如果 s 中不存在涵盖 t 所有字符的子串,则返回空字符串 “” 。

注意:如果 s 中存在这样的子串,我们保证它是唯一的答案。

示例 1:

输入:s = “ADOBECODEBANC”, t = “ABC”
输出:“BANC”
示例 2:

输入:s = “a”, t = “a”
输出:“a”

提示:

1 <= s.length, t.length <= 105
s 和 t 由英文字母组成

进阶:你能设计一个在 o(n) 时间内解决此问题的算法吗?

class Solution {
public:
    string minWindow(string s, string t) {
        vector<int>chars(128,0);
        vector<bool>flag(128,false);
        for(int i=0;i<t.size();i++)
        {
            flag[t[i]]=true;
            chars[t[i]]++;
        }
        int cnt=0,l=0,min_l=0,min_Size=s.size()+1;
        for(int r=0;r<s.size();++r)
        {
            if(flag[s[r]])
            {
                if(--chars[s[r]]>=0)
                {
                    cnt++;
                }
            }
            while(cnt==t.size())
            {
                if(r-l+1<min_Size)
                {
                    min_l=l;
                    min_Size=r-l+1;
                }
                if(flag[s[l]]&&++chars[s[l]]>0)
                {
                    cnt--;
                }
                l++;
            }
        }
        return min_Size>s.size()? "":s.substr(min_l,min_Size);
    }
};

滑动窗口

两个指针都初始化为s[0],从左到右移动,l只会在r之后或者重合。
建立一个字符频度数组统计目标字符串中每个字符的出现次数(可以处理目标串中出现重复字符得情况)同样再建立一个字符频度数组来记录窗口中字符频度状态
例如
在这里插入图片描述
r向右移动直至s中字符频度数组中每个字符都大于等于t中字符频度,此时l到r的子串(窗口)就是包含目标串中所有字符的了
l向右移动来缩小子串以得到最小得子串,缩小时判断缩小后得子串是否仍然满足条件。如果缩小后不满足了,r向后移动直至满足,并同时不断更新min_size保存最小值,重复直到r超过字符串s范围
如图所示
在这里插入图片描述

### LeetCode76题 Python 解法 LeetCode76题名为 **Minimum Window Substring**,目标是在字符串 `s` 中找到包含字符串 `t` 的所有字符的最小窗口。以下是基于滑动窗口算法实现的一个高效解决方案。 #### 滑动窗口算法思路 通过维护两个指针(左指针和右指针),构建一个动态调整大小的窗口来覆盖所需的目标子串。具体步骤包括初始化计数器、扩展窗口直到满足条件以及收缩窗口优化结果。 下面是完整的代码实现: ```python from collections import Counter class Solution: def minWindow(self, s: str, t: str) -> str: if not s or not t: return "" dict_t = Counter(t) # 统计目标字符串中的字符频率 required = len(dict_t) # 需要匹配的不同字符数量 l, r = 0, 0 # 左右指针 formed = 0 # 当前窗口中已经匹配到的不同字符数量 window_counts = {} # 记录当前窗口内的字符频率 ans = float("inf"), None, None # 存储最终答案 (长度, 起始索引, 结束索引) while r < len(s): char = s[r] window_counts[char] = window_counts.get(char, 0) + 1 if char in dict_t and window_counts[char] == dict_t[char]: formed += 1 while l <= r and formed == required: char = s[l] if r - l + 1 < ans[0]: # 更新最优解 ans = (r - l + 1, l, r) window_counts[char] -= 1 if char in dict_t and window_counts[char] < dict_t[char]: formed -= 1 l += 1 # 收缩窗口 r += 1 # 扩展窗口 return "" if ans[0] == float("inf") else s[ans[1]:ans[2]+1] ``` 上述方法的时间复杂度为 \(O(|S| + |T|)\),其中 \(|S|\) 和 \(|T|\) 分别表示输入字符串 `s` 和 `t` 的长度[^5]。 --- #### 关键点解析 1. 使用 `Counter` 来统计目标字符串 `t` 中各字符的数量。 2. 利用双指针技术逐步扩大和缩小窗口范围,确保窗口始终能够覆盖所需的全部字符。 3. 动态更新窗口状态并记录最短的有效区间。 此方案不仅效率高而且易于理解,在处理大规模数据时表现尤为突出。 --- ###
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