数据结构之窗口滑动问题

1 引言

积跬步以至千里，积怠情以至深渊。

本文主要介绍leetcode中关于窗口滑动类的问题及其解题模板。

2 窗口滑动类问题

滑动窗口这类问题一般需要用到 双指针 来进行求解，一般都是基于字符串和数组的。在leetcode中题目（3、76、239、424、438、480、567、992、995、978、1040、1052、1074、1028）的大致问法如下：

1. 给两个字符串，一长一短，问其中短的是否在长的中满足一定的条件存在，例如：
   求长的的最短子串，该子串必须涵盖短的的所有字符；
   短的的 anagram 在长的中出现的所有位置；
   …
2. 给一个字符串或者数组，问这个字符串的子串或者子数组是否满足一定的条件，例如：
   含有少于 k 个不同字符的最长子串；
   所有字符都只出现一次的最长子串；
   …

2 解题模板

import collections
def solution(s, ...):
	# 首先是对输入的参数进行有效性判断
	if ...:
		...
	# 利用collections库创建一个hash，用于记录窗口中具体元素的个数情况
	# 也可以使用字典等其他数据结构
	count = collections.Counter(...)
	# 选择性的进行数据预处理
	...
	left = 0  # 定义左指针
	cond = ...  # 记录当前的条件，具体应该根据题目要求来定义
	result = ...  # 用来存放结果
	
	# 开始移动右指针
	for right in range(len(s)):
		# 更新count中元素的数量，此处若是处理字符串之间的关系问题，用-1；若是处理字符串内部关系问题，用+1
		count[s[right]] -= 1  # 之所以-1的原因在于方便对比与另一字符串元素之间的数量差
		# 根据窗口的变更结果来改变条件值
		if count[s[right]] == ...:
			cond += 1
		# 如果当前条件不满足，移动左指针直至条件满足为止
		while cond > K or ...:
			...
			if ...:
				cond -= 1
			count[s[left]] += 1  # 此处+1可与以上的-1相抵消
			left += 1
		# 更新结果
		result = ...
	return result