代码随想录Day5–水果成篮/最小覆盖子串

水果成篮

题目

你正在探访一家农场,农场从左到右种植了一排果树。这些树用一个整数数组 fruits 表示,其中 fruits[i] 是第 i 棵树上的水果 种类 。

你想要尽可能多地收集水果。然而,农场的主人设定了一些严格的规矩,你必须按照要求采摘水果:

  • 你只有 两个 篮子,并且每个篮子只能装 单一类型 的水果。每个篮子能够装的水果总量没有限制。
  • 你可以选择任意一棵树开始采摘,你必须从 每棵 树(包括开始采摘的树)上 恰好摘一个水果 。采摘的水果应当符合篮子中的水果类型。每采摘一次,你将会向右移动到下一棵树,并继续采摘。
  • 一旦你走到某棵树前,但水果不符合篮子的水果类型,那么就必须停止采摘。

给你一个整数数组 fruits ,返回你可以收集的水果的 最大 数目。

示例 1:

输入:fruits = [1,2,1]
输出:3
解释:可以采摘全部 3 棵树。

示例 2:

输入:fruits = [0,1,2,2]
输出:3
解释:可以采摘 [1,2,2] 这三棵树。
如果从第一棵树开始采摘,则只能采摘 [0,1] 这两棵树。

示例 3:

输入:fruits = [1,2,3,2,2]
输出:4
解释:可以采摘 [2,3,2,2] 这四棵树。
如果从第一棵树开始采摘,则只能采摘 [1,2] 这两棵树。

示例 4:

输入:fruits = [3,3,3,1,2,1,1,2,3,3,4]
输出:5
解释:可以采摘 [1,2,1,1,2] 这五棵树。

提示:

  • 1 <= fruits.length <= 105
  • 0 <= fruits[i] < fruits.length

解析

这道题翻译成人话就是给定一个整数数组fruits,fruits中有任意数量的任意数字,要求从这个数组中提取一个子数组,这个子数组只能包含两种数字,求这个子数组最大的长度。

依旧是一个滑动窗口的问题,如果用数组和普通int作为标记物的方法也可以做,但是会比较复杂,比如要定义很多那种标志物,第一种数字是什么呀,第二种数字是什么呀那种,很麻烦也很容易出错。

所以要简化我们的代码和思路的一个方法就是哈希表,我们先看代码

class Solution 
{
public:
    int totalFruit(vector<int>& fruits) 
    {
        int n=fruits.size();
        unordered_map<int, int>cnt;//键值对,键表示水果类型,值表示该类型水果数量
 
        int left=0,ans=0;
        for(int right=0;right<n;right++)
        {
            cnt[fruits[right]]++;
            while(cnt.size()>2)
            {
                int out=fruits[left];
                cnt[out]--;
                if(cnt[out]==0)
                {
                    cnt.erase(out); //当某类水果(例如类型 out)在窗口内的数量减少到 0 时,将其从哈希表中彻底删除。
                }
                left++;
            }
        ans = max(ans,right-left+1);
        }
        return ans;
    }
};

这里定义的cnt是一个基于哈希表的键值对容器unordered_map,可以根据key键去寻找value值。left是指向子数组左端的指针,right是指向子数组右端的指针,ans是我们定义的答案,用来保存返回的子数组的大小,如果数组fruits本身就没有任何数字,则ans=0,所以默认ans=0

整个代码主题部分的逻辑是,用滑动窗口去寻找子数组,right向右先走,把遇见的每个数字都存入哈希表中,如果有重复的数字,就让键值对的值+1,比如第一次遇见fruits[0]=1,就让cnt[fruits[0]]++,后面再遇见fruits[1]-1,继续cnt[fruits[1]]++,所以在循环中的代码是

cnt[fruits[right]]++

当right一直往右走,走到某个地方,这个时候有三种数字了,在代码就是cnt.size() >2,我们就需要移动left,同时消除left移动后不在子数组内的数,如果某个数字在哈希表中不存在了,还需要cnt.erase()来擦除这个键值对

整个流程走完,整个子数组会由短变长再变短,而我们要得到的是最长的子数组,所以我们要保存整个流程中最长的ans,即

ans = max(ans,right-left+1);

最小覆盖子串

题目

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 "" 。

注意:

  • 对于 t 中重复字符,我们寻找的子字符串中该字符数量必须不少于 t 中该字符数量。
  • 如果 s 中存在这样的子串,我们保证它是唯一的答案。

示例 1:

输入:s = "ADOBECODEBANC", t = "ABC"
输出:"BANC"
解释:最小覆盖子串 "BANC" 包含来自字符串 t 的 'A'、'B' 和 'C'。

示例 2:

输入:s = "a", t = "a"
输出:"a"
解释:整个字符串 s 是最小覆盖子串。

示例 3:

输入: s = "a", t = "aa"
输出: ""
解释: t 中两个字符 'a' 均应包含在 s 的子串中,
因此没有符合条件的子字符串,返回空字符串。

提示:

  • m == s.length
  • n == t.length
  • 1 <= m, n <= 105
  • s 和 t 由英文字母组成

解析

这道题其实也可以用传统方法解决,大概就是定义几个字符数组然后来回确认,再定义几个数字来表示长度,比较长短之类的,但是会巨麻烦,算法的意义就是简化这些复杂的工程。

class Solution {
public:
    unordered_map <char, int> ori, cnt; //这里就是定义两个键值对,用来确认s和t的字符的数量和大小

    bool check() {
        for (const auto &p: ori) {
            if (cnt[p.first] < p.second) {
                return false;
            }
        }
        return true;
    }

    string minWindow(string s, string t) {
        for (const auto &c: t) {
            ++ori[c];
        }

        int l = 0, r = -1;
        int len = INT_MAX, ansL = -1, ansR = -1;

        while (r < int(s.size())) {
            if (ori.find(s[++r]) != ori.end()) {
                ++cnt[s[r]];
            }
            while (check() && l <= r) {
                if (r - l + 1 < len) {
                    len = r - l + 1;
                    ansL = l;
                }
                if (ori.find(s[l]) != ori.end()) {
                    --cnt[s[l]];
                }
                ++l;
            }
        }

        return ansL == -1 ? string() : s.substr(ansL, len);
    }
};

unordered_map <char, int> ori, cnt; 这里就是定义两个键值对,用来确认s和t中字符的数量和大小

  • ori:用于存储字符串 t 中每个字符及其出现的次数。
  • cnt:用于存储当前滑动窗口中字符串 t 中字符及其出现的次数。

check函数用于检查当前滑动窗口是否包含了字符串 t 中的所有字符。具体做法是遍历 ori 中的每个字符及其出现次数,检查 cnt 中对应字符的出现次数是否不少于 ori 中的次数。如果有任何一个字符不满足条件,则返回 false,否则返回 true

minWindow函数的逻辑如下,需要了解一下find()成员函数,find 函数用于在 unordered_map 中查找指定键对应的元素,如果没有找到,就返回end()

  1. 统计字符串 t 中字符的出现次数:遍历字符串 t,将每个字符及其出现次数存储在 ori 中。
  2. 初始化滑动窗口:使用两个指针 l 和 r 分别表示滑动窗口的左右边界,初始时 l = 0r = -1。同时,使用 len 记录最小覆盖子串的长度,初始值为 INT_MAXansL 和 ansR 记录最小覆盖子串的左右边界,初始值为 -1
  3. 滑动窗口的右边界右移:不断将右指针 r 右移,将字符加入到滑动窗口中。如果该字符在 ori 中存在,则更新 cnt 中该字符的出现次数。
  4. 滑动窗口的左边界右移:当滑动窗口包含了字符串 t 中的所有字符时(即 check 函数返回 true),尝试将左指针 l 右移,缩小窗口大小。在缩小窗口的过程中,更新最小覆盖子串的长度和左右边界。
  5. 返回结果:如果 ansL 仍然为 -1,说明没有找到满足条件的子串,返回空字符串;否则,返回从 ansL 开始,长度为 len 的子串。

第二种思路

参考桂桂!

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