leetcode刷题 438. 找到字符串中所有字母异位词，Medium （Java）滑动窗口及优化 超详解

向昨天被我骗了的同学道歉，我贴文章的时候没看标题，贴的是11题水壶的内容/(ㄒoㄒ)/~~

1.题目描述

给定两个字符串 s 和 p，找到 s 中所有 p 的 异位词 的子串，返回这些子串的起始索引。不考虑答案输出的顺序。

异位词 指由相同字母重排列形成的字符串（包括相同的字符串）。

示例 1:

输入: s = “cbaebabacd”, p = “abc”

输出: [0,6]

解释:

起始索引等于 0 的子串是 “cba”, 它是 “abc” 的异位词。

起始索引等于 6 的子串是 “bac”, 它是 “abc” 的异位词。

示例 2:

输入: s = “abab”, p = “ab”

输出: [0,1,2]

解释:

起始索引等于 0 的子串是 “ab”, 它是 “ab” 的异位词。

起始索引等于 1 的子串是 “ba”, 它是 “ab” 的异位词。

起始索引等于 2 的子串是 “ab”, 它是 “ab” 的异位词。

提示:

• 1 <= s.length, p.length <= 3 * 104
• s 和 p 仅包含小写字母

来源：力扣（LeetCode）

链接438. 找到字符串中所有字母异位词

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2.解法

2.1 滑动窗口

2.1.1 思路

使用了数组来存储每种字母出现的数量，为什么不用哈希表是因为哈希表对值的操作比数组复杂。

官方题解其实讲的不是很清楚，我总结一下思路。

• 首先将s和p前plen个字符出现的次数分别放入pCount和sCount,可以理解从字符数组的初始化
• 之后用一个sLen-pLen大小的滑动窗口向有右滑动。留出来的这段是为了滑动用的。
• 一格格得向右滑动，减去第i个的字母次数，加上i+pLen的字母次数。如果sCount与pCount相等，那么就说明现在pLen长度的s子字符串与p是字母异味词（通俗讲就是每个字母出现次数一样）。
• 一直遍历到最后就完成了。

tips:其中不要忘记判断sLen

2.1.2 Java代码

class Solution {
    public List<Integer> findAnagrams(String s, String p) {
        int sLen = s.length(),pLen = p.length();
        int []sCount = new int[26];
        int []pCount = new int[26];
        List<Integer> ans = new ArrayList<>();
        if(sLen<pLen){
            return ans;
        }

        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;
    }
}

2.2 优化的滑动窗口

2.2.1 思路

优化是将两个记录字母出现次数的数组变成一个记录字母不同的数组。

• 首先还是可以理解成初始化，如果字符串 s 前pLen个字母有该字母就加1，字符串 p y有则减1。

• 然后遍历数组计算不同字母的个数differ。

• 然后进入到滑动窗口，上面的方法是直接减sCount的次数，而这里如果要减Count的次数，要保证differ的次数正确，所以分了两种情况：

  • 第一种是第i个字母是1，也就是字符串s在i位置的字母比p多了1个，这时如果去掉这个字母的话，differ就要-1
  • 第二种是第i个字母是0，说明这个字母s和p中都有，如果去掉这个的话differ就要+1。

• 上述操作结束后，就可以安心将Count[i]减1了。

• 之后判断第 i+pLen 位置的字母，也是两种，因为本质还是大于小于的区别

  • 第一种情况是第 i+pLen 个的字母是-1，说明子字符串和p之间就差了这一个字母，differ-1
  • 第二种情况是第 i+pLen 个的字母是0，说明子字符串不需要这个字母，differ+1

• 结束之后在i+pLen位置的Count+1,表示多了一个这个字母

• 最后如果differ为0，就可以算为一个答案了

2.2.2 Java代码

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[] count = new int[26];
        for (int i = 0; i < pLen; ++i) {
            ++count[s.charAt(i) - 'a'];
            --count[p.charAt(i) - 'a'];
        }

        int differ = 0;
        for (int j = 0; j < 26; ++j) {
            if (count[j] != 0) {
                ++differ;
            }
        }

        if (differ == 0) {
            ans.add(0);
        }

        for (int i = 0; i < sLen - pLen; ++i) {
            if (count[s.charAt(i) - 'a'] == 1) {  
                --differ;
            } else if (count[s.charAt(i) - 'a'] == 0) {  
                ++differ;
            }
            --count[s.charAt(i) - 'a'];

            if (count[s.charAt(i + pLen) - 'a'] == -1) {  
                --differ;
            } else if (count[s.charAt(i + pLen) - 'a'] == 0) {  
                ++differ;
            }
            ++count[s.charAt(i + pLen) - 'a'];
            
            if (differ == 0) {
                ans.add(i + 1);
            }
        }

        return ans;
    }
}