滑动窗口5：LeetCode 76. 最小覆盖子串

Posted 2021-12-13 纵横千里，捭阖四方

题目要求：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 "" 。

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

这个题在LeetCode中标记的难度是hard，但是使用滑动窗口可以非常轻松地想到解决思路，难点在于元素可能存在重复，例如t="AAA"，这时候使用Hash等辅助计算时就需要额外记录次数。

在滑动窗口类型的问题中都会有两个指针，一个用于「延伸」现有窗口的 right指针，和一个用于「收缩」窗口的 left 指针。开始先填在任意时刻，只有一个指针运动，而另一个保持静止。我们在 s 上滑动窗口，通过移动 r 指针不断扩张窗口。当窗口包含 t 全部所需的字符后，如果能收缩，我们就收缩窗口直到得到最小窗口。

 

如何判断当前的窗口包含所有 tt 所需的字符呢？我们可以用一个哈希表表示 tt 中所有的字符以及它们的个数，用一个哈希表动态维护窗口中所有的字符以及它们的个数，如果这个动态表中包含 tt 的哈希表中的所有字符，并且对应的个数都不小于 tt 的哈希表中各个字符的个数，那么当前的窗口是「可行」的。

 需要注意的是这里 t中可能出现重复的字符，所以我们要记录字符的个数。代码如下，稍微有些复杂。

class Solution {
    Map<Character, Integer> ori = new HashMap<Character, Integer>();
    Map<Character, Integer> cnt = new HashMap<Character, Integer>();

    public String minWindow(String s, String t) {
        int tLen = t.length();
        for (int i = 0; i < tLen; i++) {
            char c = t.charAt(i);
            ori.put(c, ori.getOrDefault(c, 0) + 1);
        }
        int l = 0, r = -1;
        int len = Integer.MAX_VALUE, ansL = -1, ansR = -1;
        int sLen = s.length();
        while (r < sLen) {
            ++r;
            if (r < sLen && ori.containsKey(s.charAt(r))) {
                cnt.put(s.charAt(r), cnt.getOrDefault(s.charAt(r), 0) + 1);
            }
            while (check() && l <= r) {
                if (r - l + 1 < len) {
                    len = r - l + 1;
                    ansL = l;
                    ansR = l + len;
                }
                if (ori.containsKey(s.charAt(l))) {
                    cnt.put(s.charAt(l), cnt.getOrDefault(s.charAt(l), 0) - 1);
                }
                ++l;
            }
        }
        return ansL == -1 ? "" : s.substring(ansL, ansR);
    }

    public boolean check() {
        Iterator iter = ori.entrySet().iterator(); 
        while (iter.hasNext()) { 
            Map.Entry entry = (Map.Entry) iter.next(); 
            Character key = (Character) entry.getKey(); 
            Integer val = (Integer) entry.getValue(); 
            if (cnt.getOrDefault(key, 0) < val) {
                return false;
            }
        } 
        return true;
    }
}

这里我们使用了两个Hash来辅助进行。这就是高级算法的一个特点，基本算法中的栈、队列、hash、双指针、递归等问题都是工具，需要的时候能够信手拈来。