LeetCode 热题 100 子串章节

发布于:2025-02-27 ⋅ 阅读:(16) ⋅ 点赞:(0)

560. 和为 K 的子数组

给你一个整数数组 nums 和一个整数 k ,请你统计并返回 该数组中和为 k 的子数组的个数

子数组是数组中元素的连续非空序列。

示例 1:

输入:nums = [1,1,1], k = 2
输出:2

示例 2:

输入:nums = [1,2,3], k = 3
输出:2

提示:

  • 1 <= nums.length <= 2 * 10^4
  • -1000 <= nums[i] <= 1000
  • -10^7 <= k <= 10^7

最容易想到的肯定是两个for循环枚举所有子数组(O(n^2)),但是试一下会发现超时了。

我想到了前缀和可以用来数组区间和的计算,但是没做出来看的题解,采取前缀和+哈希可以把时间复杂度优化到O(n)。思想就是:

通过sum统计前缀和,并通过哈希表进行计数统计。sumPrefix[i] - sumPrefix[j] = 区间i到j的和 = k
时(前缀数组的定义),每有一个前缀和的值 = sum - k就会有一个区间也就是子数组的和等于k

 int subarraySum(vector<int>& nums, int k) {
    int ans = 0;
    int sum = 0;
    unordered_map<int, int> hash;
    hash[0] = 1;
    for (int i = 0; i < nums.size(); ++i) {
        sum += nums[i];
        if (hash.count(sum - k))
            ans += hash[sum - k];
        hash[sum]++;
    }
    return ans;
}

239. 滑动窗口最大值

给你一个整数数组 nums,有一个大小为 k 的滑动窗口从数组的最左侧移动到数组的最右侧。你只可以看到在滑动窗口内的 k 个数字。滑动窗口每次只向右移动一位。

返回 滑动窗口中的最大值

示例 1:

输入:nums = [1,3,-1,-3,5,3,6,7], k = 3
输出:[3,3,5,5,6,7]
解释:
滑动窗口的位置                最大值
---------------               -----
[1  3  -1] -3  5  3  6  7       3
 1 [3  -1  -3] 5  3  6  7       3
 1  3 [-1  -3  5] 3  6  7       5
 1  3  -1 [-3  5  3] 6  7       5
 1  3  -1  -3 [5  3  6] 7       6
 1  3  -1  -3  5 [3  6  7]      7

示例 2:

输入:nums = [1], k = 1
输出:[1]

提示:

  • 1 <= nums.length <= 10^5
  • -10^4 <= nums[i] <= 10^4
  • 1 <= k <= nums.length

优先队列

优先队列存储pair<int, int>,分别存储数组的值和下标,数组的值用来比较构建优先级队列,当最大值不在滑动窗口区间里时,下标用来出队列。

pair<T1, T2>的默认排序是先比较T1,T1相等时比较T2。用在这题上十分适用。

vector<int> maxSlidingWindow(vector<int>& nums, int k) {
    vector<int> ans;
    priority_queue<pair<int, int>> q;
    for (int i = 0; i < k; ++i)
        q.emplace(nums[i], i);
    ans.push_back(q.top().first);

    for (int i = k; i < nums.size(); ++i) {
        q.emplace(nums[i], i);
        while (q.top().second < i - k + 1)
            q.pop();
        ans.push_back(q.top().first);
    }
    return ans;
}

单调队列

将每个数组的值都加入双向队列之前,每当nums[i] >= nums[q.back()]时,也就是nums[i]大于双向队列最后的元素,将其出队。由此可以保持双向队列单调递减,且最左端一定是区间最大值。并且每次判断双向队列最左端不在滑动窗口区间里时,不断出队列。

下面是题解的图

vector<int> maxSlidingWindow(vector<int>& nums, int k) {
    vector<int> ans;
    deque<int> q; // 存数组下标
    for (int i = 0; i < k; ++i) {
        while (!q.empty() && nums[i] >= nums[q.back()])
            q.pop_back();
        q.push_back(i);
    }
    ans.push_back(nums[q.front()]);

    for (int i = k; i < nums.size(); ++i) {
        while (!q.empty() && nums[i] >= nums[q.back()])
            q.pop_back();
        q.push_back(i);
        while (q.front() < i - k + 1)
            q.pop_front();
        ans.push_back(nums[q.front()]);
    }
    return ans;
}

76. 最小覆盖子串

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。

提示:

  • m == s.length
  • n == t.length
  • 1 <= m, n <= 10^5
  • st 由英文字母组成

count是这题的关键,哈希表确定是否是t中同样的字符来更新count当count == t.size()时,s是t的覆盖子串。通过滑动窗口来不断确定最小长度(minlen)和起始位置(begin),即可确定最小覆盖子串。

string minWindow(string s, string t) {
    // 滑动窗口+哈希
    int hash_s[128] = {0}, hash_t[128] = {0};
    for (auto ch : t) 
        hash_t[ch]++;
    int left = 0, right = 0;
    int minlen = INT_MAX, begin = -1;
    int count = 0;
    while (right < s.size()) {
        int chr = s[right];
        hash_s[chr]++;
        if (hash_s[chr] <= hash_t[chr])
            count++;
        while (count == t.size()) {
            int chl = s[left];
            if (minlen > right - left + 1) {
                minlen  = right - left + 1;
                begin = left;
            }
            if (hash_s[chl] <= hash_t[chl])
                count--;
            hash_s[chl]--;
            left++;
        }
        right++;
    }
    return (begin == -1 ? "" : s.substr(begin, minlen));
}