找到字符串中所有字母异位词

难度 - 中等
Leetcode 438 - 找到字符串中所有字母异位词

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 * 1e4
s 和 p 仅包含小写字母

在这里插入图片描述

滑动窗口

这个所谓的字母异位词，不就是排列吗，相当于，输入一个串 S，一个串 T，找到 S 中所有 T 的排列，返回它们的起始索引。

因为字符串 p 的异位词的长度一定与字符串 p 的长度相同，所以我们可以在字符串 s 中构造一个长度为与字符串 p 的长度相同的滑动窗口，并在滑动中维护窗口中每种字母的数量；当窗口中每种字母的数量与字符串 p 中每种字母的数量相同时，则说明当前窗口为字符串 p 的异位词。

构造滑动窗口时，我们用双指针，右指针代表扩大窗口，左指针代表缩小窗口，在扩大和缩小窗口时，我们把满足条件的字符加入到对比的hash 表中，

代码演示：

 /**
     * 异位
     * @param s
     * @param p
     * @return
     */
    public List<Integer> findAnagrams(String s, String p) {
        HashMap<Character, Integer> need = new HashMap<>();
        HashMap<Character, Integer> wind = new HashMap<>();
        //将目标值加进来
        for (char c : p.toCharArray()){
            need.put(c,need.getOrDefault(c,0) + 1);
        }
        int left = 0;
        int right = 0;
        int valid = 0;
        ArrayList<Integer> ans = new ArrayList<>();
        while (right < s.length()){
            char c = s.charAt(right);
            right++;
            if (need.containsKey(c)){
                wind.put(c,wind.getOrDefault(c,0) + 1);
                if (need.get(c).equals(wind.get(c))){
                    valid++;
                }
            }
            //判断什么时候缩小窗口
            while (right - left >= p.length()){
                //满足条件时 将起始位置加进去
                if (valid == need.size()){
                    ans.add(left);
                }
                char d = s.charAt(left);
                left++;
                if (need.containsKey(d)){
                    if (wind.get(d).equals(need.get(d))){
                        valid--;
                    }
                    wind.put(d,wind.get(d) - 1);
                }
            }
        }
        return ans;
    }

数组优化

因为题目中说是小写字母组成的，范围就是固定的，可以利用数组来优化掉hash 表，
带来两个好处：
1.时间更快，数组的效率高于hash.
2.空间更省，数组占用空间小于hash.

代码演示：

    public List<Integer> findAnagrams(String s, String p) {
        ArrayList<Integer> ans = new ArrayList<>();
        int n = s.length();
        int m = p.length();
        if (n < m){
            return ans;
        }

        int[] need = new int[26];
        int[] wind = new int[26];
        //将目标值加进来
        for (char c : p.toCharArray()){
           ++need[c - 'a'];
        }
        int left = 0;
        int right = 0;
        while (right < n){
            char c = s.charAt(right);
            right++;
            if (need[c - 'a'] != 0){
                ++wind[c - 'a'];
            }
            //判断什么时候缩小窗口
            while (right - left >= m){
                //满足条件时 将起始位置加进去
                if (Arrays.equals(need,wind)){
                    ans.add(left);
                }
                char d = s.charAt(left);
                left++;
                if (need[d - 'a'] != 0){
                    wind[d - 'a']--;
                }
            }
        }
        return ans;
    }