【数组第三篇】leetcode209,长度最小的子数组(双指针滑动窗口算法)

128 阅读2分钟

题目209.长度最小的子数组
给定一个含有 n 个正整数的数组和一个正整数 s ,找出该数组中满足其和 ≥ s 的长度最小的 连续 子数组,并返回其长度。如果不存在符合条件的子数组,返回 0。

示例:
输入:s = 7, nums = [2,3,1,2,4,3]
输出:2
解释:子数组 [4,3] 是该条件下的长度最小的子数组。

暴力解法
这道题目暴力解法当然是 两个for循环,然后不断的寻找符合条件的子序列,时间复杂度很明显是O(n^2) 。

代码如下:

class Solution {
    public int minSubArrayLen(int target, int[] nums) {
       int result = Integer.MAX_VALUE;
       int sum=0;
       for (int slowIndex=0;slowIndex<nums.length;slowIndex++){
           sum=0;
           for (int fastIndex = slowIndex;fastIndex<nums.length;fastIndex++){
               sum = sum + nums[fastIndex];
              if(sum >= target){
                 int sublength = fastIndex-slowIndex+1;   
                 result = Math.min(result,sublength);
                 break;
               }
           }
       }
       return result == Integer.MAX_VALUE ? 0 : result;
    }
}

时间复杂度:O(n^2)
空间复杂度:O(1)

滑动窗口
接下来就开始介绍数组操作中另一个重要的方法:「滑动窗口」。

所谓滑动窗口,「就是不断的调节子序列的起始位置和终止位置,从而得出我们要想的结果」。

这里还是以题目中的示例来举例,s=7, 数组是 2,3,1,2,4,3,来看一下查找的过程:

图片

最后找到 4,3 是最短距离。

其实从动画中可以发现滑动窗口也可以理解为双指针法的一种!只不过这种解法更像是一个窗口的移动,所以叫做滑动窗口更适合一些。

在本题中实现滑动窗口,主要确定如下三点:

窗口内是什么?
如何移动窗口的起始位置?
如何移动窗口的结束位置?
窗口就是 满足其和 ≥ s 的长度最小的 连续 子数组。

窗口的起始位置如何移动:如果当前窗口的值大于s了,窗口就要向前移动了(也就是该缩小了)。

窗口的结束位置如何移动:窗口的结束位置就是遍历数组的指针,窗口的起始位置设置为数组的起始位置就可以了。

解题的关键在于 窗口的起始位置如何移动,如图所示:

图片

可以发现「滑动窗口的精妙之处在于根据当前子序列和大小的情况,不断调节子序列的起始位置。从而将O(n^2)的暴力解法降为O(n)。」

Java版本代码

public class Solution {
    public int minSubArrayLen(int target, int[] nums) {
        int result = Integer.MAX_VALUE;
        int sum = 0;
        int slowIndex = 0;
        for (int fastIndex = 0; fastIndex < nums.length; fastIndex++) {
            sum = sum + nums[fastIndex];
            while (sum >= target) {
                int sublength = fastIndex - slowIndex + 1;
                result = Math.min(result, sublength);
                sum = sum - nums[slowIndex];
                slowIndex++;
            }
        }
        return result == Integer.MAX_VALUE ? 0 : result;
    }
}

时间复杂度:O(n)
空间复杂度:O(1)