Facebook 面试题:最小子串覆盖
資深大佬 : zzzrf 2
说个题外话,H-1B 最严政策出来后,湾区工程师还打算留美么?
给定两个字符串 source 和 target. 求 source 中最短的包含 target 中每一个字符的子串.
- 如果没有答案, 返回 “”.
- 保证答案是唯一的.
- target 可能包含重复的字符, 而你的答案需要包含至少相同数量的该字符.
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样例 1:
输入: source = "abc", target = "ac" 输出: "abc"
样例 2:
输入: source = "adobecodebanc", target = "abc" 输出: "banc" 解释: "banc" 是 source 的包含 target 的每一个字符的最短的子串.
样例 3:
输入: source = "abc", target = "aa" 输出: "" 解释: 没有子串包含两个 'a'.
解题思路
- 本题采用滑窗法,滑窗法是双指针技巧,指针 left 和 right 分别指向窗口两端,从左向右滑动,实施维护这个窗口。我们的目标是找到 source 中涵盖 target 全部字母的最小窗口,即为最小覆盖子串。
算法流程
-
变量定义:
- 哈希表 counter_s 和 counter_t 表示数组 source 和 target 中有效字符的出现次数,其中,我们将有效字符定义为 target 中出现的字符。
- start 是最小覆盖子串的起始索引,minlen 是最小覆盖子串的长度(从 0 计)。
- valid 表示 source 的窗口中满足 counter_t 出现次数要求的字符的个数。注意,相同的字符只计算一次。
- left 和 right 分别指向滑窗两端。
-
算法流程:
- 初始化:left 指针和 right 指针都指向 s[0]。
- 移动窗口右边界:将 right 指针右移,如果指向的字符 ch 是有效字符,那么 counter_s[ch] += 1 。如果字符 ch 的出现次数达标,那么 valid += 1 。
- 当我们得到一个可行窗口,即包含 target 的全部字母的窗口时:
- 判断此时的子串是否长度更小。如果是,更新子串的起始位置 start 和长度 minlen 。
- 移动窗口左边界:将 left 右移,如果离开的字符 left_ch 是有效字符,那么 counter_s[left_ch] -= 1 。如果字符 left_ch 的出现次数不再达标,那么 valid -= 1 。
- 如果窗口依然可行,循环步骤 3 。否则,跳转至步骤 2 。
复杂度分析:
- 时间复杂度:O(n),n 为字符串 source 的长度。
- 空间复杂度:O(n)。
代码
public class Solution { /** * @param source : A string * @param target: A string * @return: A string denote the minimum window, return "" if there is no such a string */ public String minWindow(String source , String target) { // 初始化 counter_s 和 counter_t Map<Character, Integer> counter_t = new HashMap<Character, Integer>(); Map<Character, Integer> counter_s = new HashMap<Character, Integer>(); for (int i = 0; i < target.length(); i++) { int count = counter_t.getOrDefault(target.charAt(i), 0); counter_t.put(target.charAt(i), count + 1); } int left = 0, valid = 0; // 记录最小覆盖子串的起始索引及长度 int start = -1, minlen = Integer.MAX_VALUE; for (int right = 0; right < source.length(); right ++){ // 移动右边界, ch 是将移入窗口的字符 char ch = source.charAt(right); if (counter_t.containsKey(ch)) { counter_s.put(ch, counter_s.getOrDefault(ch, 0) + 1); if (counter_s.get(ch).compareTo(counter_t.get(ch)) == 0) { valid++; } } // 判断左侧窗口是否要收缩 while (valid == counter_t.size()) { // 更新最小覆盖子串 if (right - left < minlen) { start = left; minlen = right - left; } // left_ch 是将移出窗口的字符 char left_ch = source.charAt(left); // 左移窗口 left ++; // 进行窗口内数据的一系列更新 if (counter_t.containsKey(left_ch)) { if (counter_t.get(left_ch).equals(counter_s.get(left_ch))) { valid--; } counter_s.put(left_ch, counter_s.getOrDefault(left_ch, 0) - 1); } } } // 返回最小覆盖子串 return start == -1 ? "" : source.substring(start, start + minlen + 1); } }
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