Leetcode-76:最小覆盖子串（困难题） 滑动窗口法超详细解析

题目链接

https://leetcode-cn.com/problems/minimum-window-substring/

题目

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

示例 1：
输入：s = "ADOBECODEBANC", t = "ABC"
输出："BANC"

示例 2：
输入：s = "a", t = "a"
输出："a"

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

• 1 <= s.length, t.length <= 105
• s 和 t 由英文字母组成

思路

解决这个题目，可以先看一道类似的简单一点的题：Leetcode-3：无重复字符的最长子串

这类题目，最优解应该就是滑动窗口法。一开始打算用一个哈希表储存字符串t里需要的各个字符的个数，一个哈希表储存当前滑动窗口里每个元素的个数。后来一想，对于出现在了滑动窗口里的而没有出现在字符串t里面的字符，没必要储存在哈希表中，因为我们压根不需要这些字符，直接忽略即可。另外，一开始打算建立两个哈希表，发现这也不是必要的，我们只要用一个哈希表储存字符串t里的各个字符的个数，也就是我们需要的字符个数即可，这也等于目前滑动窗口里我们需要的字符还缺少的个数。每当有个我们需要的字符进入滑动窗口，在哈希表里把这个字符需要的个数-1即可，反之+1。如果对于我们需要字符，还缺少的个数全都=0了，就说明这个滑动窗口（即当前的这个子串）已经满足要求。

首先我们遍历字符串t，t中的元素就是我们需要的元素，用一个哈希表记录每个元素以及各自需要的个数。

对于滑动窗口，我们首先定义滑动窗口的左端left和右端right，起始位置都为0和-1，对于left的移动，不需要一步一步移，当left的下一个元素不是我们需要的元素时，这个位置可以直接跳过，直到遇到我们需要的元素。这里需要注意，如果是第一次移动，要把left对应的元素在哈希表里还缺少的个数-1，并且让right从当前这个left开始遍历，而从第二次开始就不需要以上操作了，因为right肯定已经跑到了left后面，left遍历过的元素right已经遍历过了。

而每次遍历right一直往右移动直到滑动窗口（当前子串）满足要求或者到达s字符串尾部。

对于每个left，当right一直右移到滑动窗口满足要求或者right到了尾部时，这个left位置的寻找就结束了。这时候如果滑动窗口满足题目要求，且对应的字符串长度缩小了，则记录此时的left、right位置（用于输出结果字符串）。

在下一轮遍历开始前，也就是left下一次移动前，这个left指向的元素要踢出滑动窗口了，所以要把这个元素对应还缺少的元素数量+1。

最后，当所有的遍历结束（left遍历完所有位置），我们还需要判断在所有的遍历中存不存在这样一个满足要求的子串，如果一个都没，则返回空串，如果有的话则返回这个最小子串。

C++ Code

class Solution {
public:
    bool match(unordered_map map)
    {
        for(auto a:map)
        {
            if(a.second>0) return false;
        }
        return true;
    }
    string minWindow(string s, string t) {
        unordered_map map;//记录当前滑动窗口中缺失t字符串中各字符的个数
        for(char ch:t) 
        {
            map[ch]++;
        }

        int min_len=10e5,min_left=0,min_right=0;//最小子串长度及其相应左右下标
        int left=0, right=-1; //当前滑动窗口的左右下标
        for(left;left

结果

居然超时了，还需要对其进行改进,一样的思路，换成下面的就能通过。

 C++ Code

class Solution {
public:
    unordered_map  ori, cnt;

    bool check() {
        for (const auto &p: ori) {
            if (cnt[p.first] < p.second) {
                return false;
            }
        }
        return true;
    }

    string minWindow(string s, string t) {
        for (const auto &c: t) {
            ++ori[c];
        }

        int l = 0, r = -1;
        int len = INT_MAX, ansL = -1, ansR = -1;

        while (r < int(s.size())) {
            if (ori.find(s[++r]) != ori.end()) {
                ++cnt[s[r]];
            }
            while (check() && l <= r) {
                if (r - l + 1 < len) {
                    len = r - l + 1;
                    ansL = l;
                }
                if (ori.find(s[l]) != ori.end()) {
                    --cnt[s[l]];
                }
                ++l;
            }
        }

        return ansL == -1 ? string() : s.substr(ansL, len);
    }
};
/*
作者：LeetCode-Solution
链接：https://leetcode-cn.com/problems/minimum-window-substring/solution/zui-xiao-fu-gai-zi-chuan-by-leetcode-solution/
来源：力扣（LeetCode）
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*/