力扣日记8.29-【哈希表篇】有效的字母异位词 相关推荐

力扣日记：【哈希表篇】有效的字母异位词 相关推荐

日期：2023.8.29
参考：代码随想录、力扣

438.找到字符串中所有字母异位词

题目描述

难度：中等

给定两个字符串 s 和 p，找到 s 中所有 p 的 异位词 的子串，返回这些子串的起始索引。不考虑答案输出的顺序。

异位词 指由相同字母重排列形成的字符串（包括相同的字符串）。

示例 1:

输入: s = "cbaebabacd", p = "abc"
输出: [0,6]
解释:
起始索引等于 0 的子串是 "cba", 它是 "abc" 的异位词。
起始索引等于 6 的子串是 "bac", 它是 "abc" 的异位词。

示例 2:

输入: s = "abab", p = "ab"
输出: [0,1,2]
解释:
起始索引等于 0 的子串是 "ab", 它是 "ab" 的异位词。
起始索引等于 1 的子串是 "ba", 它是 "ab" 的异位词。
起始索引等于 2 的子串是 "ab", 它是 "ab" 的异位词。

提示:

• 1 <= s.length, p.length <= 3 * 10^4
• s 和 p 仅包含小写字母

题解

class Solution {
public:
    vector<int> findAnagrams(string s, string p) {
        // 时间复杂度：O(m)+O(m)+O(n-m)=O(n+m)
        // 空间复杂度：O(∑)
        vector<int> answer;
        unordered_map<char, int> record;
        unordered_map<char, int> for_check;
        int sLen = s.size();
        int pLen = p.size();
        for (const auto& ch: p) {
            record[ch]++;
            for_check[ch]++;
        }
        int front = 0, end = 0;
        while(end < sLen) { 
            while (end - front < pLen) { // 将end移到对应位置（初始化滑动窗口）
                if (for_check.find(s[end]) != for_check.end()) { // 该字符存在于p中
                    record[s[end]]--;
                    if (record[s[end]] == 0) {
                        record.erase(s[end]); // 通过键删除对应键值对
                    }
                }
                end++;
            }
            // 判断是否是异位词
            if (record.size() == 0) {
                answer.push_back(front);
            }
            if (for_check.find(s[end]) != for_check.end()) { // 该字符存在于p中
                record[s[end]]--;
                if (record[s[end]] == 0) {
                    record.erase(s[end]); // 通过键删除对应键值对
                }
            }
            if (for_check.find(s[front]) != for_check.end()) {
                record[s[front]]++;
                if (record[s[front]] == 0) {
                    record.erase(s[front]);
                }
            }
            front++;
            end++;
        }
        // 判断是否是异位词
        if (record.size() == 0) { // 最后还要检查一次
            answer.push_back(front);
        }
        return answer;
    }
};

复杂度

1. 哈希表比较+哈希表差值

   时间复杂度：：初始化record和for_check需要O(2m)=O(m)，初始化滑动窗口O(m)，滑动及判断需要O(3(n-m))=O(n-m)，因此需要O(n+m)
   空间复杂度：O(2∑)=O(∑) // ∑为p中字母种类数（需要两个哈希表）

思路总结

• 使用哈希表虽然复杂度看上去低，但实际执行时间和占用内存会比较大
• 总体思路是：与p长度相同的滑动窗口依次向右移动，每次判断滑动窗口是否是异位词，是则记录滑动窗口的起始位置。
• 为了利用哈希表查询快的特性，使用哈希表for_check和record分别记录p以及滑动窗口中字母种类和对应个数。
• 其中记录p的哈希表即for_check，用于判断是否滑动窗口起始或终止位置的字符是否存在于p中，如

  for_check.find(s[end]) != for_check.end()
  或
  for_check.find(s[front]) != for_check.end()
  

  只有该字符存在于p中，才进行哈希表record的更新（for_check在滑动过程中不更新，只用于判断）。
• 而哈希表record用于判断滑动窗口中的字符是否是p的异位词，其表示的实际上是两者的差值，因此当窗口终止位置（即下一个即将包含进窗口的字符）存在于p中，则record对应字符个数–（差距变小了），而当窗口起始位置（即下一个即将退出窗口的字符）存在于p中，则对应字符个数++（差距变大了）。当record中各个字符个数均为0，则表示为异位词。
• 更进一步的，为了使得判断是否异位词的复杂度为O(1)，使用record.size() == 0进行判断。因此，在每次滑动窗口++或–后若对应字符个数为0，需要进行erase操作。
• 力扣官方题解 使用了数组进行判断。