算法目的
滑动窗口法,也叫尺取法(可能也不一定相等,大概就是这样 =。=),可以用来解决一些查找满足一定条件的连续区间的性质(长度等)的问题。由于区间连续,因此当区间发生变化时,可以通过旧有的计算结果对搜索空间进行剪枝,这样便减少了重复计算,降低了时间复杂度。往往类似于“请找到满足 xx 的最 x 的区间(子串、子数组)的 xx”这类问题都可以使用该方法进行解决。
大体框架
滑动窗口算法的思路是这样:
1、我们在字符串 S 中使用双指针中的左右指针技巧,初始化 left = right = 0,把索引闭区间 [left, right] 称为一个「窗口」。
2、我们先不断地增加 right 指针扩大窗口 [left, right],直到窗口中的字符串符合要求(包含了 T 中的所有字符)。
3、此时,我们停止增加 right,转而不断增加 left 指针缩小窗口 [left, right],直到窗口中的字符串不再符合要求(不包含 T 中的所有字符了)。同时,每次增加 left,我们都要更新一轮结果。
4、重复第 2 和第 3 步,直到 right 到达字符串 S 的尽头。
这个思路其实也不难,第 2 步相当于在寻找一个「可行解」,然后第 3 步在优化这个「可行解」,最终找到最优解。左右指针轮流前进,窗口大小增增减减,窗口不断向右滑动。
下面画图理解一下,needs 和 window 相当于计数器,分别记录 T 中字符出现次数和窗口中的相应字符的出现次数。
例题解析
class Solution {
public: //参考TCP的滑动窗口机制,采用滑动窗口思想,固定两个点 vector<vector<int> > FindContinuousSequence(int sum) {
vector<vector<int>> vv; int first = 1,last = 2,total = 0; while(first < last) {
//等差数列求和公式 total = (a0 + an) *n/2 total = (first + last) * (last - first + 1)/2; if(total == sum) {
vector<int> v; for(int i = first; i <= last; ++i) v.push_back(i); vv.push_back(v); ++first; } else if(total > sum) // total > sum,让first走; ++first; else //total < sum,让last走; ++last; } return vv; } };
2.长度最小的子数组
给定一个含有 n 个正整数的数组和一个正整数 s ,找出该数组中满足其和 ≥ s 的长度最小的 连续 子数组,并返回其长度。如果不存在符合条件的子数组,返回 0。
示例:
class Solution {
public: int minSubArrayLen(int s, vector<int>& nums) {
if(nums.size() == 0) return 0; int last = 0,_min = INT_MAX,sum = nums[0]; for(int first = 0; first < nums.size(); ++first) {
while(sum < s) //让last走 {
if(last + 1 < nums.size()) ++last; else break; sum += nums[last]; } //走到这说明sum>=s if(sum >= s) {
_min = min(_min,(last - first + 1)); } sum -= nums[first]; //first走,且让sum减去first对应的值 } if(_min == INT_MAX) return 0; return _min; } };
3.无重复字符的最长子串
给定一个字符串,请你找出其中不含有重复字符的 最长子串 的长度。
示例 1:
class Solution {
public: int lengthOfLongestSubstring(string s) {
if(s.size() == 0 || s.size() == 1) return s.size(); int _max = 0,last = 0; //用unordered_set来记录是否出现重复 unordered_set<char> se; se.insert(s[0]); for(int first = 0;first < s.size(); ++first) {
se.insert(s[first]); if(last == first) //相等让last走一步 ++last; //如果last不越界且不重复 while(last < s.size() && se.count(s[last]) != 1) {
se.insert(s[last]); ++last; } //说明last越界或者出现重复,不管是什么情况,都要经历max比较 _max = max(last - first,_max); //删除起始元素 se.erase(s[first]); } return _max; } };
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