算法:【滑动窗口】

滑动窗口的思想:

用 i,j 表示滑动窗口的左边界和右边界,通过改变i,j来扩展和收缩滑动窗口,可以想象成一个窗口在字符串上游走,当这个窗口包含的元素满足条件,即包含字符串T的所有元素,记录下这个滑动窗口的长度j-i+1,这些长度中的最小值就是要求的结果。

1. 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。

输入:s = "ADOBECODEBANC", t = "ABC"
输出:"BANC"

解题思路:
在滑动窗口类型的问题中都会有两个指针,一个用于「延伸」现有窗口的 rr 指针,和一个用于「收缩」窗口的 ll 指针。在任意时刻,只有一个指针运动,而另一个保持静止。我们在 ss 上滑动窗口,通过移动 rr 指针不断扩张窗口。当窗口包含 tt 全部所需的字符后,如果能收缩,我们就收缩窗口直到得到最小窗口。

class Solution {
    public String minWindow(String s, String t) {
        if (s == null || s.length() == 0 || t == null || t.length() == 0){
            return "";
        }
        int[] need = new int[128];
        //记录需要的字符的个数
        for (int i = 0; i < t.length(); i++) {
            need[t.charAt(i)]++;
        }
        //l是当前左边界,r是当前右边界,size记录窗口大小,count是需求的字符个数,start是最小覆盖串开始的index
        int l = 0, r = 0, size = Integer.MAX_VALUE, count = t.length(), start = 0;
        //遍历所有字符
        while (r < s.length()) {
            char c = s.charAt(r);
            if (need[c] > 0) {//需要字符c
                count--;
            }
            need[c]--;//把右边的字符加入窗口
            if (count == 0) {//窗口中已经包含所有字符
                while (l < r && need[s.charAt(l)] < 0) {
                    need[s.charAt(l)]++;//释放右边移动出窗口的字符
                    l++;//指针右移
                }
                if (r - l + 1 < size) {//不能右移时候挑战最小窗口大小,更新最小窗口开始的start
                    size = r - l + 1;
                    start = l;//记录下最小值时候的开始位置,最后返回覆盖串时候会用到
                }
                //l向右移动后窗口肯定不能满足了 重新开始循环
                need[s.charAt(l)]++;
                l++;
                count++;
            }
            r++;
        }
        return size == Integer.MAX_VALUE ? "" : s.substring(start, start + size);
    }
}

2. 找到字符串中所有字母异位词

class Solution {
    public List<Integer> findAnagrams(String s, String p) {
        //记录p的所有字母及其个数
        char[] need = new char[26];
        for (int i = 0; i < p.length(); i++) {
            need[p.charAt(i) - 'a']++;
        }
        //start和end分别控制窗口的前端和后端
        int start = 0, end = 0;
        char[] window = new char[26];
        List<Integer> ans = new ArrayList<Integer>();
        while (end < s.length()) {
            window[s.charAt(end) - 'a']++; //加入窗口数据
            while (end - start + 1 == p.length()) { //维护一个长度为p.length()的窗口,并更新答案
                if (Arrays.equals(window, need)) 
                    ans.add(start);
                window[s.charAt(start) - 'a']--;
                start++;
            }
            end++;
        }
        return ans;
    }
}
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