滑動窗口算法

參考文章：leetcode438題解答

0x00：前言

leetcode上有好幾道個子字符串有關的題目，兩天前看到一題要求找到字符串中所有字母異位詞，題目大致意思是有s和p兩個字符串，找出s中和p字母相同但順序可以不相同的子字符串，並返回這些子串的起始索引。

例子：
輸入:
s: "cbaebabacd" p: "abc"
輸出:
[0, 6]
解釋:
起始索引等於 0 的子串是 "cba", 它是 "abc" 的字母異位詞。
起始索引等於 6 的子串是 "bac", 它是 "abc" 的字母異位詞。
題目鏈接：https://leetcode-cn.com/probl...

0x01：算法思路

想象一塊在窗口上滑動的玻璃窗，它的“左”邊和“右”邊都是可以移動的，也就是這個玻璃窗的位置可以移動，寬度也可以變化。這麼一說好像更像窗簾……

思路如下：

1. 建立雙指針，初始化left與right兩個指針，以[left, right]這個閉區間做爲窗口
2. 首先拉動這個窗口的右邊，窗口不斷擴大，直到窗口中內容符合要求
3. 現在移動窗口的左邊，直到窗口中內容不符合要求
4. 重複2、3步驟，直到窗口右邊達到邊界

使用這種方式，可以方便的解決子字符串相關問題。

0x02：具體解決

• 首先在代碼中，雙指針right和left不能少，同時還需要一個值來記錄匹配情況
• 返回值需要一個列表，來記錄匹配的子字符串首位索引
• 使用hash表來記錄字符串p中各個字符數量，在Python中使用Count類，它是字典dict的子類，可以使用字典常用的方法
• 移動right來遍歷字符串s，如果right所在的字符存在於t中，將其存入window這個字典中，並將記錄其數量的值加一。

window[key] = window.get(key, 0) + 1
# 字典的get方法：dict.get(key, default=None)，返回字典中key的值，如果key不存在，就返回默認的default值。
# 這樣寫保證window[key]值增加1，如果不存在這個鍵就會創建

• 當window中記錄字符的數量與needs中相等時，表示我們匹配完了一個字符，將match值加一
• 等到匹配的字符長度合適了，就可以將left的值append到需要返回的列表中去了

 while match == len(needs):
     if right - left == len(p):
         res.append(left)

• 移動left，直到窗口內容不再符合我們需要的異序字符串，將match值也減一

完整代碼如下：

from collections import Counter
class Solution:
    def findAnagrams(self, s: str, p: str) -> List[int]:
        res = []
        right, left, match = 0, 0, 0
        needs = Counter(p)
        window = {}
        
        while right < len(s):
            key1 = s[right]
            if key1 in needs:
                window[key1] = window.get(key1, 0) + 1
                if window[key1] == needs[key1]:
                    match += 1
            right += 1
            
            while match == len(needs):
                if right - left == len(p):
                    res.append(left)
                    
                key2 = s[left]
                if key2 in needs:
                    window[key2] = window[key2] - 1
                    if window[key2] < needs[key2]:
                        match -= 1
                left += 1
        return res

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