[Java][算法 滑动窗口]Day 02---LeetCode 热题 100---08~09

第一题  无重复字符串的最长子串

思路

其实就是在字符串S中 找到没有重复的最长子串的长度  这道题的难点就是在于如何判断最长并且无重复

首先 最长长度  可以使用变量max记录保存   

再者 判断有无重复  最简单的方法就是  暴力遍历法  即对于每次找的子串都再次寻找遍历一次  判断是否已有字符  自然  这种方法判断的话 时间复杂度会不是一般的高

当然 算法优化我们慢慢再讨论  最直接的思路就是如此

解法一:暴力法

我们的暴力当然和上述思路不太一样  我们对于是否重复  可以直接利用Map集合key不能重复的特点  然后使用containKey()方法直接进行判断

class Solution {public static int lengthOfLongestSubstring(String s) {
// 对于S的特殊情况直接返回0if(s==null || s.length()==0) return 0;
//将S转化为char数组[]  遍历该数组 然后进行判断char[] charArray = s.toCharArray();int max=1;Map<Character,Integer> map=new HashMap<>();
//遍历  每次遍历开始就是认定为子串的起始字符for(int i=0;i< charArray.length;i++){
//每次记录完一次后 需要把map清空map.clear();map.put(charArray[i],i); //将第一个字符放入for(int j=i+1;j< charArray.length;j++){if(map.containsKey(charArray[j])){ // 利用containKey方法直接判断if(map.size()>max) max=map.size(); // 判断当前map长度和max进行比较break;}else{map.put(charArray[j],j);}}if(map.size()>max) max=map.size();}return max;}
}

解法二:滑动窗口法

所谓滑动窗口,其实就是在字符串中先选定一段,把这段作为一个可以滑动的窗口,这个窗口类似于队列,每次判断队列中字符是否满足题目条件,不满足即向左滑动(这是整体情况下 一般是向左  自然 也可以只会滑动右边界),滑动窗口的时候,自然左边会少一位,右边会多一位。

class Solution {public int lengthOfLongestSubstring(String s) {if (s.length()==0) return 0;HashMap<Character, Integer> map = new HashMap<Character, Integer>();int max = 0;int left = 0;for(int i = 0; i < s.length(); i ++){if(map.containsKey(s.charAt(i))){ //判断是否存在已有队列中
//有的话 找到map中该重复的元素的索引位置 判断两者索引大小 通过对索引的判断 不断向右滑动变化起点left = Math.max(left,map.get(s.charAt(i)) + 1);  }map.put(s.charAt(i),i);//不存在则添加到map中max = Math.max(max,i-left+1); // 更新最大长度}return max;}
}

第二题  找到字符串中所有字母异位词

思路

和第一题类似 也是遍历找子串  只是这个题目判断依据  不是重复 而是找异位词  异位词的定义我们之前也遇到过 简单来说 就是字母组成一样   如果是异位词 那么排序后的字符串两者一定是一样的  所以我们对其的判断方式就是排序后是否一样  那么这道题的解题思路就很明确

需要注意字符串长度  判null等特殊情况

解法一:暴力法

同样的 直接暴力遍历  然后判断是否为异位词就行即可

class Solution {public List<Integer> findAnagrams(String s, String p) {if(s==null||p.length()>s.length()) return new ArrayList<>();char[] pArray = p.toCharArray();Arrays.sort(pArray);ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();int i=0;int l=p.length();//   abvdef   abfor(i=0;i<=s.length()-l;i++){char[] sArray = s.substring(i, i + l).toCharArray();Arrays.sort(sArray);if(String.valueOf(pArray).equals(String.valueOf(sArray))){list.add(i);}}return list;}
}

我们是采用排序的方式进行判断异位词  当然也可以采用哈希表映射 统计字母次数的方式  代码如下

class Solution {public List<Integer> findAnagrams(String s, String p) {int sLen = s.length(), pLen = p.length();if (sLen < pLen) {return new ArrayList<Integer>();}List<Integer> ans = new ArrayList<Integer>();int[] sCount = new int[26];int[] pCount = new int[26];for (int i = 0; i < pLen; ++i) {++sCount[s.charAt(i) - 'a'];++pCount[p.charAt(i) - 'a'];}if (Arrays.equals(sCount, pCount)) {ans.add(0);}for (int i = 0; i < sLen - pLen; ++i) {--sCount[s.charAt(i) - 'a'];++sCount[s.charAt(i + pLen) - 'a'];if (Arrays.equals(sCount, pCount)) {ans.add(i + 1);}}return ans;}
}

解法二:滑动窗口法

我们不再分别统计滑动窗口和字符串 p 中每种字母的数量,而是统计滑动窗口和字符串 p 中每种字母数量的差;并引入变量 differ来记录当前窗口与字符串 p 中数量不同的字母的个数,并在滑动窗口的过程中维护它。

在判断滑动窗口中每种字母的数量与字符串 ppp 中每种字母的数量是否相同时,只需要判断 differ是否为零即可

class Solution {public List<Integer> findAnagrams(String s, String p) {List<Integer> res = new ArrayList<Integer>();int sLen = s.length();int pLen = p.length();if(sLen < pLen) {return res;}//表示字母出现次数差距//count[x] = 0  表示 s与p中字母x出现次数相同 都出现了n次(n>=0)//count[x] = n  表示 在s中字母x出现次数比p多 多出现了n次(n>0)//count[x] = -n 表示 在s中字母x出现次数比p少 少出现了n次(n>0)int[] count = new int[26];for(int i = 0; i < pLen; i++){++count[s.charAt(i)-'a'];--count[p.charAt(i)-'a'];}//表示字母差异个数int differ = 0;for(int j = 0; j < 26; j++){if(count[j]!=0)++differ;}if(differ==0){res.add(0);}//向右滑动for(int i = 0; i < sLen - pLen; i++){//缩减时只考虑count[x]==1与count[x]==0的情况//因为缩减时字母x减少,count[x]会减去1//(1)count[x]==1时(次数差距1次,不相同)  //count[x]==0 -> 次数相同 -> 不相同变相同,字母差异个数减少1 -> differ--//(2)count[x]==0时(次数相同)  //count[x]==-1 -> 次数差距变为1次->相同变不相同 ,字母差异个数增加1 -> differ++//(3)count[x]==-1时(次数不相同) -> count[x]==-2 次数还是不相同-> 字母差异数不变//(4)count[x]==2时(次数不相同)  -> count[x]==1 次数还是不相同-> 字母差异数不变//左缩减一位,iif (count[s.charAt(i) - 'a'] == 1) {  //窗口中s子串左边减少一个s[i]的数量(把原来多出来的1个s[i]去掉,变得相同)//两个字符串字母差距缩小--differ;} else if (count[s.charAt(i) - 'a'] == 0) {  //窗口中s子串左边减少一个s[i]的数量(把原来相同数量的s[i]的减少了1个,数量变得不相同)//两个字符串字母差距增大++differ;}//窗口中s子串左边减少一个字母s[i]--count[s.charAt(i) - 'a'];//添加时只考虑count[x]==-1与count[x]==0的情况,原因分析与缩减时类似//右添加一位,i+pLenif (count[s.charAt(i + pLen) - 'a'] == -1) {  //窗口中s子串右边增加一个s[i+pLen]的数量(把原来缺少的1个s[i]加上,数量变得相同)//两个字符串字母差距缩小--differ;} else if (count[s.charAt(i + pLen) - 'a'] == 0) {  //窗口中s子串右边增加一个s[i+pLen]的数量(把原来相同数量的s[i]多加了1个,变得不相同)//两个字符串字母差距增大++differ;}//窗口中s子串右边增加一个字母s[i+pLen]++count[s.charAt(i + pLen) - 'a'];//两个字符串字母差距为0if (differ == 0) {res.add(i + 1);}}return res;  }
}

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