1. 题目
2. 题解
-
滑动窗口的思想:
-
- 用i,j表示滑动窗口的左边界和右边界,通过改变i,j来扩展和收缩滑动窗口,可以想象成一个窗口在字符串上游走,当这个窗口包含的元素满足条件,即包含字符串T的所有元素,记录下这个滑动窗口的长度j-i+1,这些长度中的最小值就是要求的结果。
-
- 步骤一:不断增加j使滑动窗口增大,直到窗口包含了T的所有元素
-
- 步骤二:不断增加i使滑动窗口缩小,因为是要求最小字串,所以将不必要的元素排除在外,使长度减小,直到碰到一个必须包含的元素,这个时候不能再扔了,再扔就不满足条件了,记录此时滑动窗口的长度,并保存最小值
-
- 步骤三:让i再增加一个位置,这个时候滑动窗口肯定不满足条件了,那么继续从步骤一开始执行,寻找新的满足条件的滑动窗口,如此反复,直到j超出了字符串S范围。
-
面临的问题:
-
- 如何判断滑动窗口包含了T的所有元素?
-
-
- 我们用一个字典need来表示当前滑动窗口中需要的各元素的数量,一开始滑动窗口为空,用T中各元素来初始化这个need,当滑动窗口扩展或者收缩的时候,去维护这个need字典,例如当滑动窗口包含某个元素,我们就让need中这个元素的数量减1,代表所需元素减少了1个;当滑动窗口移除某个元素,就让need中这个元素的数量加1。
-
-
-
- 记住一点:need始终记录着当前滑动窗口下,我们还需要的元素数量,我们在改变i,j时,需同步维护need。
-
-
-
- 值得注意的是,只要某个元素包含在滑动窗口中,我们就会在need中存储这个元素的数量,如果某个元素存储的是负数代表这个元素是多余的。比如当need等于{'A':-2,'C':1}时,表示当前滑动窗口中,我们有2个A是多余的,同时还需要1个C。这么做的目的就是为了步骤二中,排除不必要的元素,数量为负的就是不必要的元素,而数量为0表示刚刚好。
-
-
- 回到问题中来,那么如何判断滑动窗口包含了T的所有元素?结论就是当need中所有元素的数量都小于等于0时,表示当前滑动窗口不再需要任何元素。
-
优化
-
- 如果每次判断滑动窗口是否包含了T的所有元素,都去遍历need看是否所有元素数量都小于等于0,这个会耗费O(k)O(k)的时间复杂度,k代表字典长度,最坏情况下,k可能等于len(S)。
-
- 其实这个是可以避免的,我们可以维护一个额外的变量needCnt来记录所需元素的总数量,当我们碰到一个所需元素c,不仅need[c]的数量减少1,同时needCnt也要减少1,这样我们通过needCnt就可以知道是否满足条件,而无需遍历字典了。
-
- 前面也提到过,need记录了遍历到的所有元素,而只有need[c]>0大于0时,代表c就是所需元素
3. 核心代码
class Solution:
def minWindow(self, s: str, t: str):
need = collections.defaultdict(int)
for c in t:
need[c] += 1
need_cnt = len(t)
i = 0
res = (0, float('inf'))
for j, c in enumerate(s):
if need[c] > 0:
need_cnt -= 1
need[c] -= 1
if need_cnt == 0:
while True:
c = s[i]
if need[c] == 0:
break
need[c] += 1
i += 1
if j - i < res[1] - res[0]:
res = (i, j)
need[s[i]] += 1
need_cnt += 1
i += 1
return '' if res[1] > len(s) else s[res[0]:res[1] + 1]