前言:
对于滑动窗口,有长度固定的窗口,也有长度可变的窗口,一般是基于数组进行求解,对于一个数组中两个相邻的窗口,势必会有一大部分重叠,这部分重叠的内容是不需要重复计算的,所以我们可以通过相邻的窗口进行数据的延伸使用
1.固定窗口
1.定义
如上图所示,两个相邻的长度为4的窗口(图中红色部分),下一个窗口一定比前一个窗口少一个数据,或者是多一个数据
橘色为切换窗口时少的那个数据,黄色为切换窗口时多出来的那个数据,所以,可以直接沿用之前的数据,并且减去橙色的数据,加上黄色的数据,就是我们下一个窗口的值了,这就是滑动窗口的一个经典思路
2.例题解析:
给定一个数组num和两个整数k和target,请你返回长度为k且和大于target的子数组数目
public int partitionString(int[] num,int k,int target) {
if(num==null||num.length==0){
return 0;
}
int sum=0;
int i=0;
for(;i<k;i++){
sum+=num[i];
}
int count=0;
if(sum>=target){
count++;
}
for(int left=0;left<num.length;left++){
sum-=num[left];
sum+=num[++i];
if(sum>=target){
count++;
}
}
return count;
}
- 首先统计前k个数的sum,作为窗口的初始值,并且判断该子数组是否符合条件,符合则个数+1,不符合不用做操作
- 因为窗口时固定的,所以窗口左右端点同时向右移动,再次判断窗口中的数组是否满足条件,以O(1)的方式判断条件是否满足
- 最后返回计数器的值
2.可变窗口
可变窗口一般是使用双指针实现的,下面提供可变窗口的一个模板:
/* 滑动窗口算法框架 */
void slidingWindow(String s) {
// 用合适的数据结构记录窗口中的数据
HashMap<Character, Integer> window = new HashMap<>();
//用合适的数据结构记录需要的数据
int left = 0, right = 0;
while (right < s.length()) {
// c 是将移入窗口的字符
char c = s.charAt(right);
window.put(c, window.getOrDefault(c, 0) + 1);
// 增大窗口
right++;
// 进行窗口内数据的一系列更新
...
// 判断左侧窗口是否要收缩 计算窗口中特殊个数时,可能以个数为条件
while (left < right && window needs shrink) {
// d 是将移出窗口的字符
char d = s.charAt(left);
window.put(d, window.get(d) - 1);
// 缩小窗口
left++;
// 进行窗口内数据的一系列更新
...
}
}
}
leetcode题单:
删除元素后全为1的子数组
public int longestSubarray(int[] nums) {
int flag=0;
int left=0;
int mid=0;
int max=0;
for(int right=0;right<nums.length;right++) {
if (nums[right] != 1) {
flag++;
if (flag > 1) {
left = mid + 1;
flag--;
}
mid = right;
}
max=Math.max(max,right-left);
}
return max;
}
最大的连续1的个数
public int longestOnes(int[] nums, int k) {
if(nums==null||nums.length==0){
return 0;
}
int left=0;
int ans=0;
int count=0;
for (int right = 0; right <nums.length; right++) {
//如果是为0的话,数值加1,为1的话,不用进行运算
count+=1-nums[right];
while(count>k){
count-=1-nums[left++];
}
ans=Math.max(ans,right-left+1);
}
return ans;
}
找到最长的半重复子字符串
public int longestSemiRepetitiveSubstring(String s) {
char[] str = s.toCharArray(); // 将字符串转换为字符数组
int left = 0; // 左指针初始位置
int same = 0; // 记录当前连续相同字符的个数
int max = 1; // 记录最长的半重复子串长度
for (int right = 1; right < str.length; right++) {
if (str[right] == str[right - 1] && ++same > 1) { // 发现连续相同字符序列
left++; // 将左指针向右移动一位
while (left < right && same > 1) {
if (str[left] == str[left - 1]) { // 当前字符与前一个字符相同
same--; // 重置连续相同字符的个数
continue;
}
left++; // 将左指针向右移动一位
}
}
max = Math.max(max, right - left + 1); // 更新最长的半重复子串长度
}
return max; // 返回最长的半重复子串长度
}
最小覆盖子串(不固定窗口)
public String minWindow(String s, String t) {
//利用滑动茶窗口进行求解
//记录需要的字符
Map<Character,Integer> need=new HashMap<>();
//记录窗口中所用的字符
Map<Character,Integer>windows=new HashMap<>();
for(char c:t.toCharArray()){
need.put(c,need.getOrDefault(c,0)+1);
}
//作指针
int left=0;
//右指针
int right=0;
//窗口中满足需要字符的个数
int vaild=0;
int start=0;
int len=Integer.MAX_VALUE;
while(right<s.length()){
//往窗口移进的字符
char c=s.charAt(right);
right++;
if(need.containsKey(c)){
windows.put(c,windows.getOrDefault(c,0)+1);
if(windows.get(c).equals(need.get(c))){
vaild++;
}
//判断左侧窗口是否收缩
while(vaild==need.size()){
//更新最小的覆盖子串
if(right-left<len){
start=left;
len=right-left;
}
//d是移出窗口的字符
char d=s.charAt(left);
left++;
if(need.containsKey(d)){
if(windows.get(d).equals(need.get(d))){
vaild--;
}
windows.put(d,windows.get(d)-1);
}
}
}
}
return len==Integer.MAX_VALUE?"":s.substring(start,start+len);
}