2021-01-01

五个问题,一次解决,字符子串问题总结

查看原文,请点这个链接

我发现在leetcode的问题中,至少有5个子字符串寻找问题可以用滑动窗口算法解决,因此我在这里总结了这类算法的模版,希望可以帮助你。

1)模版

public class Solution {
    public List<Integer> slidingWindowTemplateByHarryChaoyangHe(String s, String t) {     
        //根据问题,初始化一个储存结果的容器
        List<Integer> result = new LinkedList<>();
        if (t.length()> s.length()) return result;    
        //创建一个hashmap来保存目标子串中的字符
        //(K, V) = (Character, Frequence of the Characters)
        //key是字符, value是该字符出现的次数
        Map<Character, Integer> map = new HashMap<>();
        //将目标子串转为map存储
        for(char c : t.toCharArray()){
            map.put(c, map.getOrDefault(c, 0) + 1);
        }        
        //维护一个计数器,去检查是否匹配目标字符串
        int counter = map.size();//必须是map的长度,不是字符串的长度是因为可能元素有重复。        
        //两个点,窗口的左端点和右端点
        int begin = 0, end = 0;       
        //匹配目标字符串的子字符串的长度
        int len = Integer.MAX_VALUE;    
        //从源字符串循环
        while (end < s.length()) {           
            char c = s.charAt(end);//得到右端点处的字符            
            if (map.containsKey(c)) {
                map.put(c, map.get(c)-1);//加一或减一
                if (map.get(c) == 0) counter--;//根据不同的条件修改计数器
            }
            end++;            
            //increase begin pointer to make it invalid/valid again
            //计数器条件:不同的问题选择不同的条件
            while (counter == 0) {                
                char tempc = s.charAt(begin);//注意:选择字符是在开始端点而不是结束端点
                if (map.containsKey(tempc)) {
                    map.put(tempc, map.get(tempc) + 1);//加减一
                    if (map.get(tempc) > 0) counter++;//根据不同的需求修改计数器
                }                
                /* save / update(min/max) the result if find a target*/
                //如果发现一个目标,保存、更新(最小、最大)结果
                // result collections or result int value                
                begin++;
            }
        }
        return result;
    }
}

2)相关问题

https://leetcode-cn.com/problems/minimum-window-substring/
https://leetcode-cn.com/problems/longest-substring-without-repeating-characters/
https://leetcode-cn.com/problems/substring-with-concatenation-of-all-words/
https://leetcode-cn.com/problems/longest-substring-with-at-most-two-distinct-characters/
https://leetcode-cn.com/problems/find-all-anagrams-in-a-string/

3)具体问题如何应用模版

438.找到字符串中所有字母异位词
https://leetcode-cn.com/problems/find-all-anagrams-in-a-string/

public class Solution {
    public List<Integer> findAnagrams(String s, String t) {
        List<Integer> result = new LinkedList<>();
        if(t.length()> s.length()) return result;
        Map<Character, Integer> map = new HashMap<>();
        for(char c : t.toCharArray()){
            map.put(c, map.getOrDefault(c, 0) + 1);
        }
        int counter = map.size();
        
        int begin = 0, end = 0;
        int head = 0;
        int len = Integer.MAX_VALUE;        
        
        while (end < s.length()) {
            char c = s.charAt(end);
            if (map.containsKey(c)) {
                map.put(c, map.get(c) - 1);
                if (map.get(c) == 0) counter--;
            }
            end++;
            //counter等于0意味着,end之前至少有能够凑出target的字母数量
            while (counter == 0) {
                char tempc = s.charAt(begin);
                if (map.containsKey(tempc)) {
                    map.put(tempc, map.get(tempc) + 1);
                    if(map.get(tempc) > 0){
                        counter++;
                    }
                }
                if (end - begin == t.length()) {
                    result.add(begin);
                }
                begin++;
            }            
        }
        return result;
    }
}

76. 最小覆盖子串

https://leetcode-cn.com/problems/minimum-window-substring/

public class Solution {
    public String minWindow(String s, String t) {
        if(t.length()> s.length()) return "";
        Map<Character, Integer> map = new HashMap<>();
        for(char c : t.toCharArray()){
            map.put(c, map.getOrDefault(c,0) + 1);
        }
        int counter = map.size();
        
        int begin = 0, end = 0;
        int head = 0;
        int len = Integer.MAX_VALUE;
        
        while(end < s.length()){
            char c = s.charAt(end);
            if( map.containsKey(c) ){
                map.put(c, map.get(c)-1);
                if(map.get(c) == 0) counter--;
            }
            end++;
            
            while(counter == 0){
                char tempc = s.charAt(begin);
                if(map.containsKey(tempc)){
                    map.put(tempc, map.get(tempc) + 1);
                    if(map.get(tempc) > 0){
                        counter++;
                    }
                }
                if(end-begin < len){
                    len = end - begin;
                    head = begin;
                }
                begin++;
            }
            
        }
        if(len == Integer.MAX_VALUE) return "";
        return s.substring(head, head+len);
    }
}

3.无重复字符的最长子串

https://leetcode-cn.com/problems/longest-substring-without-repeating-characters/

public class Solution {
    public int lengthOfLongestSubstring(String s) {
        Map<Character, Integer> map = new HashMap<>();
        int begin = 0, end = 0, counter = 0, d = 0;

        while (end < s.length()) {
            // > 0 means repeating character
            //if(map[s.charAt(end++)]-- > 0) counter++;
            char c = s.charAt(end);
            map.put(c, map.getOrDefault(c, 0) + 1);
            if(map.get(c) > 1) counter++;
            end++;
            
            while (counter > 0) {
                //if (map[s.charAt(begin++)]-- > 1) counter--;
                char charTemp = s.charAt(begin);
                if (map.get(charTemp) > 1) counter--;
                map.put(charTemp, map.get(charTemp)-1);
                begin++;
            }
            d = Math.max(d, end - begin);
        }
        return d;
    }
}

30.串联所有单词的子串

https://leetcode-cn.com/problems/substring-with-concatenation-of-all-words/

public class Solution {
    public List<Integer> findSubstring(String S, String[] L) {
        List<Integer> res = new LinkedList<>();
        if (L.length == 0 || S.length() < L.length * L[0].length())   return res;
        int N = S.length();
        int M = L.length; // *** length
        int wl = L[0].length();
        Map<String, Integer> map = new HashMap<>(), curMap = new HashMap<>();
        for (String s : L) {
            if (map.containsKey(s))   map.put(s, map.get(s) + 1);
            else                      map.put(s, 1);
        }
        String str = null, tmp = null;
        for (int i = 0; i < wl; i++) {
            int count = 0;  // remark: reset count 
            int start = i;
            for (int r = i; r + wl <= N; r += wl) {
                str = S.substring(r, r + wl);
                if (map.containsKey(str)) {
                    if (curMap.containsKey(str))   curMap.put(str, curMap.get(str) + 1);
                    else                           curMap.put(str, 1);
                    
                    if (curMap.get(str) <= map.get(str))    count++;
                    while (curMap.get(str) > map.get(str)) {
                        tmp = S.substring(start, start + wl);
                        curMap.put(tmp, curMap.get(tmp) - 1);
                        start += wl;
                        
                        //the same as https://leetcode.com/problems/longest-substring-without-repeating-characters/
                        if (curMap.get(tmp) < map.get(tmp)) count--;
                        
                    }
                    if (count == M) {
                        res.add(start);
                        tmp = S.substring(start, start + wl);
                        curMap.put(tmp, curMap.get(tmp) - 1);
                        start += wl;
                        count--;
                    }
                }else {
                    curMap.clear();
                    count = 0;
                    start = r + wl;//not contain, so move the start
                }
            }
            curMap.clear();
        }
        return res;
    }
}
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 194,911评论 5 460
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 82,014评论 2 371
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 142,129评论 0 320
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 52,283评论 1 264
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 61,159评论 4 357
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 46,161评论 1 272
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 36,565评论 3 382
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 35,251评论 0 253
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 39,531评论 1 292
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 34,619评论 2 310
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 36,383评论 1 326
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 32,255评论 3 313
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 37,624评论 3 299
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 28,916评论 0 17
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 30,199评论 1 250
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 41,553评论 2 342
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 40,756评论 2 335

推荐阅读更多精彩内容