【图解算法】- 异位词问题：双指针+哈希表-编程知识

一 - 前言

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二 - 异位词问题概述

1 - 异位词是什么

1）比如 abc 和 bca就是一个异构词

2）异构词的简单判断：

（1）长度相等

（2）每个字母的数量都相等

2 - 判断异位词

对于需要比较的字符串s和t，使用哈希表可以很方便的判断异位词，维护1个count和一个哈希表。

1）关键代码1解读 - 迭代s串：

对字符串s的所有字符都进行哈希，此时map对应每个字符的数量，count代表字符的种类。
Map<Character, Integer> map = new HashMap<>();
int count = 0;
for(int i=0; i<p.length(); i++){Integer temp = map.get(p.charAt(i));map.put(p.charAt(i), temp==null? 1: temp+1);if(temp==null) count++;
}
比如aabc对应的map和count迭代过程为：

2）关键代码2解读 - 迭代t串：（不同的题，我们迭代的方式不同。）

获取当前t.charAt(i)，

（1）若map中没有对应key，说明不是异位词

（2）若有key，将对应value-1，若减为0，则将count-1。

（3）若有key，且对应value已经等于0，说明不是异位词。

最后判断count是否为0，若为0说明是异位词。

以aaba为例：

3 - 根据题干优化

如果题干说只有小写或大写字母这种情况，即固定了出现可能的集合，则我们可以使用一个数组代替哈希表

s串每次迭代只需要这样：++count[s.charAt(i) - 'a'];

三 - 例题1：找到字符串所有字母异位词

题目索引：力扣（LeetCode）官网 - 全球极客挚爱的技术成长平台

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。

1 - 使用哈希表题解：详细注解

class Solution {public List<Integer> findAnagrams(String s, String p) {    Map<Character, Integer> map = new HashMap<>();    int count = 0;    List<Integer> result = new ArrayList<>();    for(int i=0; i<p.length(); i++){      Integer temp = map.get(p.charAt(i));      map.put(p.charAt(i), temp==null? 1: temp+1);      if(temp==null) count++;    }    int p1=0, p2=0;    boolean flag;    while(p2<s.length()){      // 迭代p2      Integer temp2 = map.get(s.charAt(p2));      if(temp2==null){ // 包含p2的都不可能,因此结束        flag = false;      }else{        flag = true;        map.put(s.charAt(p2), temp2-1);        if(temp2==1)count--;      }      p2++;            // 迭代p1, 根据p2情况进行迭代      // 1.若p2存在, 则当p2-p1==p.length()时才进入      // 若p2不存在, 则迭代至p1==p2      while(flag? p2-p1==p.length(): p1<p2-1){ // 只有p2-1时有null判断        if(count==0)result.add(p1);        // 将p1位置给去除        Integer temp1 = map.get(s.charAt(p1));         if(temp1==0)count++;        map.put(s.charAt(p1), temp1+1);        p1++;      }      if(!flag)p1++; // p1=p2-1时候一定为null, 跳过    } // 主迭代结束    return result;}}

2 - 使用数组题解：注解

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) {  // 窗口中字母 s[i] 的数量与字符串 p 中的数量从不同变得相同        --differ;      } else if (count[s.charAt(i) - 'a'] == 0) {  // 窗口中字母 s[i] 的数量与字符串 p 中的数量从相同变得不同        ++differ;      }      --count[s.charAt(i) - 'a'];      if (count[s.charAt(i + pLen) - 'a'] == -1) {  // 窗口中字母 s[i+pLen] 的数量与字符串 p 中的数量从不同变得相同        --differ;      } else if (count[s.charAt(i + pLen) - 'a'] == 0) {  // 窗口中字母 s[i+pLen] 的数量与字符串 p 中的数量从相同变得不同        ++differ;      }      ++count[s.charAt(i + pLen) - 'a'];            if (differ == 0) {        ans.add(i + 1);      }    }    return ans;}}

四 - 例题2：最小覆盖子串

题目索引：https://leetcode.cn/problems/minimum-window-substring/description/

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 "" 。

1 - 思路

例子：s = "ADOBECODEBANC", t = "ABC"

使用双指针：

（1）左指针用来将map和count恢复

（2）右指针用来将map对应的value减一，并改变count

当count=0时，说明此时符合条件，则将此时的子串记录下来。

2 - 题解：详细注解

维护一个数量count和map, 先迭代t将map填充,然后让count = map.size

（1）p2遍历到的如果在map里就将map里对应元素-1, 如果刚好减到0就count-1

（2）如果count==0, 则开始遍历p1,

每次让p1对应到map的元素+1, 每次迭代判断长度, 若小于min则更新

class Solution {public static String minWindow(String s, String t) {Map<Character, Integer> map = new HashMap<>();int min=Integer.MAX_VALUE, index=0,  count;Integer temp;for(int i=0; i<t.length(); i++){temp = map.get(t.charAt(i));map.put(t.charAt(i), temp==null? 1: temp+1);}count = map.size();int p1=0, p2=0;for(;p2<s.length();p2++){// 添加p2位置temp = map.get(s.charAt(p2));if(temp==null)continue;// 如果为1说明减完p2元素会归0, 则count变化map.put(s.charAt(p2), temp-1);if(temp==1) count--;// 迭代p1while(count==0){if(p2-p1+1<min) {min = p2-p1+1;index = p1;}// 去掉当前p1的元素temp = map.get(s.charAt(p1));p1++;if(temp==null)continue;map.put(s.charAt(p1-1), temp+1);if(temp==0) count++;}}if(min == Integer.MAX_VALUE)return "";return s.substring(index, index+min);}
}