【滑动窗口】【map】LeetCode:76最小覆盖子串-Toy模板网

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本文涉及的基础知识点

C++算法：滑动窗口总结

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 “” 。
注意：
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 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。
参数范围：
m == s.length
n == t.length
1 <= m, n <= 10⁵
s 和 t 由英文字母组成

滑动窗口

** 时间复杂度** : O(n+m)。两层循环，分别枚举子数组起点和终点[i,right)，由于right不归0，所以总时间复杂度是O(n)。

CContain

m_mNeedCharCount记录了t中各字符的数量，m_mHasCharCount记录了枚举的子串各字符的数量。m_iNotSameCharCount 记录了m_mHasCharCount有多少个字符的数量少于m_mNeedCharCount。m_iNotSameCharCount为0，表示此子串符合题意。


增加前ch的数量符合题意	增加后ch的数量符合题意
增加前ch的数量不符合题意	增加后ch的数量不符合题意
增加前ch的数量不符合题意	增加后ch的数量符合题意
增加前ch的数量符合题意	增加后ch的数量不符合题意

iAdd可以为1或-1
将m_iNotSameCharCount改名m_iLessCharCount更符合题意。

滑动窗口

CContain 记录[i,right1)，让它记录[i,right1+1)，只需要将s[right1]加进去就可以了。
CContain 记录[i,right1)，让它记录[i+1,right1)，只需要减去s[i]就可以了。
[i,right) 是符合题意的最小值，也就是[i,right-1)不符合题意，[i+1,right-1)也必定不符合题意。所以无需尝试[i+1,right-1)。即right无需归0（复位）。

代码

核心代码

class CContain
{
public:
	CContain(const string& t)
	{
		for (const auto& ch : t)
		{
			m_mNeedCharCount[ch]++;
		}
		m_iNotSameCharCount = m_mNeedCharCount.size();
	}
	void Add(const char& ch,int iAdd)
	{
		if (m_mNeedCharCount.count(ch)&&(m_mHasCharCount[ch] >= m_mNeedCharCount[ch] ))
		{
			m_iNotSameCharCount++;
		}
		m_mHasCharCount[ch] += iAdd;
		if (m_mNeedCharCount.count(ch) && (m_mHasCharCount[ch] >= m_mNeedCharCount[ch]))
		{
			m_iNotSameCharCount--;
		}
	}
	bool IsAllContain()
	{
		return 0 == m_iNotSameCharCount;
	}
protected:
	std::unordered_map<char, int> m_mNeedCharCount, m_mHasCharCount;
	int m_iNotSameCharCount = 0;
};
class Solution {
public:
	string minWindow(string s, string t) {
		CContain test(t);
		int iMaxLen = INT_MAX;
		int iPos =0;
		for (int i = 0, right = 0; i < s.length(); i++)
		{
			for(;(right < s.length())&&(!test.IsAllContain());right++)
			{
				test.Add(s[right],1);
			}
			if (test.IsAllContain())
			{
				if (right - i < iMaxLen)
				{
					iMaxLen = right - i;
					iPos = i;
				}
			}
			test.Add(s[i], -1);
		}
		if (INT_MAX == iMaxLen)
		{
			iMaxLen = 0;
		}
		return s.substr(iPos, iMaxLen);
	}
};

测试用例

template<class T>
void Assert(const T& t1, const T& t2)
{
	assert(t1 == t2);
}

template<class T>
void Assert(const vector<T>& v1, const vector<T>& v2)
{
	if (v1.size() != v2.size())
	{
		assert(false);
		return;
	}
	for (int i = 0; i < v1.size(); i++)
	{
		Assert(v1[i], v2[i]);
	}
}
int main()
{
	string s,t;
	{
		Solution sln;
		s = "a", t = "a";
		auto res = sln.minWindow(s, t);
		Assert(std::string("a"), res);
	}
	{
		Solution sln;
		s = "ADOBECODEBANC", t = "ABC";
		auto res = sln.minWindow(s, t);
		Assert(std::string("BANC"), res);
	}
	
	{
		Solution sln;
		s = "a", t = "aa";
		auto res = sln.minWindow(s, t);
		Assert(std::string(""), res);
	}
	{
		Solution sln;
		s = "bbaac", t = "aba";
		auto res = sln.minWindow(s, t);
		Assert(std::string("baa"), res);
	}
	
}

2023年4月版

class Solution {
public:
string minWindow(string s, string t) {
if (s.length() < t.length())
{
return “”;
}
std::unordered_map<char,int> setLess, setMore;
for (const char& ch : t)
{
setLess[ch]++;
}
int iRetIndex = -1;
int iRetLen = INT_MAX;
int iBeginIndex = 0;
string strRet;
for (int i = 0 ; i < s.length(); i++)
{
DelOrAdd(setLess, setMore, s[i]);
while (0 == setLess.size())
{
const int iLen = i - iBeginIndex + 1;
if (iLen < iRetLen)
{
iRetIndex = iBeginIndex;
iRetLen = iLen;
}
DelOrAdd(setMore, setLess, s[iBeginIndex]);
iBeginIndex++;
}

	}
	return (-1==iRetIndex)? "" : s.substr(iRetIndex,iRetLen);
}
void DelOrAdd(std::unordered_map<char, int>& del, std::unordered_map<char, int>& more, const char& ch)
{
	auto it = del.find(ch);
	if (del.end() == it)
	{
		more[ch]++;
	}
	else if (it->second > 1)
	{
		del[ch]--;
	}
	else 
	{
		del.erase(ch);
	}

}

};

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扩展阅读

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子墨子言之：事无终始，无务多业。也就是我们常说的专业的人做专业的事。
如果程序是一条龙，那算法就是他的是睛