双指针/滑动窗口

本文主要内容转载于分享珍藏的滑动窗口模板,学会套路秒杀十题

双指针算法,或滑动窗口算法,在《挑战程序设计竞赛》这本书中被叫做「虫取法」,我觉得非常生动形象。因为滑动窗口的两个指针移动的过程和虫子爬动的过程非常像:前脚不动,把后脚移动过来;后脚不动,把前脚向前移动
下面分享一个代码模板,能解决大多数滑动窗口问题:

public int findSubArray(nums){
	int n = nums.length;  // 数组的长度,如果是字符串,改成nums.length()
	int left = 0, right = 0;   // 双指针,表示当前遍历的区间[left, right],闭区间
	int sums = 0;   // 用于记录 子数组/子串 的信息,根据题目可能会改成求和/计数
	int res = 0;   // 用于保存最大的满足题目要求的 子数组/子串/长度
	while(right < n){   // right指针不可越界
		...   // 与具体题目高度相关;根据right指针所指位置,更新当前子数组/子串的信息sums
		while(...){   // 与具体题目高度相关;当前子数组/子串的信息sums不满足题目要求时
			...   // 与具体题目高度相关;移动左指针后,需重新更新sums
			left += 1;   // 真正的移动左指针,注意不能跟上面一行代码写反
		}   // 到while循环结束时,我们找到了一个符合题意要求的 子数组/子串
		res = Math.max(res, right - left + 1);   // 需要更新结果,比如这里的是长度
		right += 1;   // 移动右指针,去探索新的区间
	}
	return res;
}

滑动窗口中用到了左右两个指针,它们移动的思路是:以右指针作为驱动,拖着左指针向前走。右指针每次只移动一步,而左指针在内部 while 循环中每次可能移动多步。右指针是主动前移,探索未知的新区域;左指针是被迫移动,负责寻找满足题意的区间。
模板的整体思想是:

  1. 定义两个指针 leftright 分别指向区间的开头和结尾,注意是闭区间;定义 sums 来统计(或记录)该区间内的相关信息,避免重复统计(这也是双指针算法优于暴力法的原因)。
  2. 第一重 while 循环是为了判断 right 指针的位置是否超出了数组或字符串边界;当 right 每次到了新位置,需要更新该区间的相关信息sums
  3. 第二重 while 循环是让 left 指针向右移动到 [left, right] 区间符合题意的位置;当 left 每次移动到了新位置,需要重新更新该区间的相关信息sums
  4. 在第二重 while 循环之后,成功找到了一个符合题意的 [left, right] 区间,如果题目要求最大的区间长度,则更新 resmax(res, 当前区间的长度)
  5. right 指针每次向右移动一步,开始探索新的区间。

模板中的sums代表区间内的相关信息,该信息与具体的题目高度相关,是需要我们从具体题目中提取出来的,后面会给出相关的题目。另外,内层while循环的判断条件,与具体的题目高度相关,需使用到我们维护的sums信息,并且要注意的是,这个判断条件一般情况下不需要添加left <= right这个条件,前提是区间缩小时,sums信息也随之减小,即sums信息与区间长度是正相关的

相关题目:

  • 1208.尽可能使字符串相等
  • 643.子数组最大平均数 I
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