长度最小的子数组 209

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力扣 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 target  找出该数组中满足其总和大于等于 target 的长度最小的 子数组 [numsl, numsl+1, ..., numsr-1, numsr] ,并返回其长度**。**如果不存在符合条件的子数组,返回 0 。

示例 1: **输入:**target = 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。

示例 2: **输入:**target = 4, nums = [1,4,4] **输出:**1

示例 3: **输入:**target = 11, nums = [1,1,1,1,1,1,1,1] **输出:**0

提示:

  • 1 <= target <= 109
  • 1 <= nums.length <= 105
  • 1 <= nums[i] <= 104

解法一 暴力解法

暴力解法的思路就是写两个 for 循环,挨个筛查符合条件的子序列,最后得出结果。

运行逻辑如下图:

✅下面是暴力解法的完整力扣代码:

class Solution {
public:
    int minSubArrayLen(int target, vector<int>& nums) {
        int result = INT32_MAX;
        int sum = 0;
        int subLength = 0;
        for(int i = 0;i < nums.size();i++){
            sum = 0;
            for(int j = i;j < nums.size();j++){
                sum += nums[j];
                if(sum >= target){
                    subLength = j - i + 1;
                    result = result < subLength ? result : subLength;
                    break;
                }
            }
        }
    return result == INT32_MAX ? 0 : result;    
    }
};

❌提交代码后会发现暴力解法有一部分测试用例会超时,这是因为暴力解法的时间复杂度为 O(n^2) ,当数据过大便无法正常通过。

image.png 在代码中值得强调的一点是 INT32_MAX 的使用:

INT32_MAX32 位 int 类型能存储的最大数值,其值为 2147483647。在本题中,我们需要先初始化一个比较大的值给 result ,这个值的要求是远大于数组有效长度,目的是标记还没有找到符合条件的子数租。基于这个要求和目的,其实也可以使用 nums.size() + 1 替代,因为无论如何数组不可能超出其长度加一。


解法二 滑动窗口法

鉴于暴力解法无法完全通过,我们使用双指针进行优化。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,像一个窗口一样不断截取,最终得到结果。在暴力解法中,是一个for循环滑动窗口的起始位置,一个for循环为滑动窗口的终止位置,用两个for循环 完成了一个不断向前搜索区间的过程(就像解法一视频中一个蓝色块,一个绿色块,两个一前一后是一个窗口),而滑动窗口法则利用一个for循环便实现。

那么一个for循环怎么滑动呢?这里分起始和结束讨论:

首先需要明确的是所谓窗口就是满足其和 ≥ s 的长度最小的连续子数组。 窗口的起始位置移动:如果当前窗口的值大于等于s了,窗口就要向前移动了。 窗口的结束位置移动:窗口的结束位置就是遍历数组的指针,也就是for循环里的索引。

✅下面是滑动窗口法的完整力扣代码:

class Solution {
public:
    int minSubArrayLen(int s, vector<int>& nums) {
        int result = INT32_MAX;
        int sum = 0; 
        int i = 0; 
        int subLength = 0; 
        for (int j = 0; j < nums.size(); j++) {
            sum += nums[j];
            while (sum >= s) {
                subLength = (j - i + 1);
                result = result < subLength ? result : subLength;
                sum -= nums[i++]; 
            }
        }
        return result == INT32_MAX ? 0 : result;
    }
};

优化后,滑动窗口法的时间复杂度为 O(n) 。应该注意的是for里放一个while不一定是O(n^2), 应该看的是每一个元素被操作的次数,每个元素在滑动窗后进来操作一次,出去操作一次,每个元素都是被操作两次,所以时间复杂度是 2 × n 也就是O(n)