LeetCode hot 100—最小覆盖子串

题目

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 "" 。

对于 t 中重复字符，我们寻找的子字符串中该字符数量必须不少于 t 中该字符数量。

如果 s 中存在这样的子串，我们保证它是唯一的答案。

示例

示例 1：

输入：s = "ADOBECODEBANC", t = "ABC"
输出："BANC"
解释：最小覆盖子串 "BANC" 包含来自字符串 t 的 'A'、'B' 和 'C'。

示例 2：

输入：s = "a", t = "a"
输出："a"
解释：整个字符串 s 是最小覆盖子串。

示例 3:

输入: s = "a", t = "aa"
输出: ""
解释: t 中两个字符 'a' 均应包含在 s 的子串中，
因此没有符合条件的子字符串，返回空字符串。

分析

滑动窗口法

使用 unordered_map 类型的 target 统计字符串 t 中每个字符的出现次数。定义 window 用于记录窗口中每个字符的出现次数，valid 用于记录窗口中已经满足条件的字符种类数。

初始化左右指针 left 和 right 都为 0，start 用于记录最小覆盖子串的起始位置，len 用于记录最小覆盖子串的长度，初始化为 INT_MAX。

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右指针 right 不断向右移动，将字符移入窗口，并更新 window 中该字符的出现次数。如果该字符在 target 中，并且 window 中该字符的出现次数等于 target 中该字符的出现次数，则 valid 加 1。

当 valid 等于 target 的大小，说明窗口中已经涵盖了 t 中所有字符，此时开始收缩左侧窗口。

在收缩左侧窗口时，更新最小覆盖子串的起始位置和长度。同时，将左侧字符移出窗口，并更新 window 中该字符的出现次数。如果该字符在 target 中，并且 window 中该字符的出现次数小于 target 中该字符的出现次数，则 valid 减 1。

时间复杂度：O()， 是字符串 s 的长度

空间复杂度：O()， 是字符串 t 中不同字符的个数

class Solution {
public:
    string minWindow(string s, string t) {
        if (s.empty() || t.empty() || s.length() < t.length()) {
            return "";
        }
        // 统计 t 中每个字符的出现次数
        unordered_map<char, int> target;
        for (char c : t) {
            target[c]++;
        }
        // 窗口中字符的出现次数
        unordered_map<char, int> window;
        // 窗口中已经满足条件的字符种类数
        int valid = 0;
        // 左右指针
        int left = 0, right = 0;
        // 最小覆盖子串的起始位置和长度
        int start = 0, len = INT_MAX;
        while (right < s.length()) {
            // 移入窗口的字符
            char c = s[right];
            right++;
            // 更新窗口内的数据
            if (target.count(c)) {
                window[c]++;
                if (window[c] == target[c]) {
                    valid++;
                }
            }
            // 判断左侧窗口是否要收缩
            while (valid == target.size()) {
                // 更新最小覆盖子串
                if (right - left < len) {
                    start = left;
                    len = right - left;
                }
                // 移出窗口的字符
                char d = s[left];
                left++;
                // 更新窗口内的数据
                if (target.count(d)) {
                    if (window[d] == target[d]) {
                        valid--;
                    }
                    window[d]--;
                }
            }
        }
        return len == INT_MAX ? "" : s.substr(start, len);
    }
};