【图解算法】- 异位词问题：双指针+哈希表

一 - 前言

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正文开始，抓紧上车！

二 - 异位词问题概述

1 - 异位词是什么

1）比如 abc 和 bca就是一个异构词

2）异构词的简单判断：

（1）长度相等

（2）每个字母的数量都相等

2 - 判断异位词

对于需要比较的字符串s和t，使用哈希表可以很方便的判断异位词，维护1个count和一个哈希表。

1）关键代码1解读 - 迭代s串：

对字符串s的所有字符都进行哈希，此时map对应每个字符的数量，count代表字符的种类。
Map<Character, Integer> map = new HashMap<>();
int count = 0;
for(int i=0; i<p.length(); i++){
    Integer temp = map.get(p.charAt(i));
    map.put(p.charAt(i), temp==null? 1: temp+1);
    if(temp==null) count++;
}
比如aabc对应的map和count迭代过程为：

2）关键代码2解读 - 迭代t串：（不同的题，我们迭代的方式不同。）

获取当前t.charAt(i)，

（1）若map中没有对应key，说明不是异位词

（2）若有key，将对应value-1，若减为0，则将count-1。

（3）若有key，且对应value已经等于0，说明不是异位词。

最后判断count是否为0，若为0说明是异位词。

以aaba为例：

3 - 根据题干优化

如果题干说只有小写或大写字母这种情况，即固定了出现可能的集合，则我们可以使用一个数组代替哈希表

s串每次迭代只需要这样：++count[s.charAt(i) - 'a'];

三 - 例题1：找到字符串所有字母异位词

题目索引：力扣（LeetCode）官网 - 全球极客挚爱的技术成长平台

给定两个字符串 s 和 p，找到 s 中所有 p 的 异位词 的子串，返回这些子串的起始索引。不考虑答案输出的顺序。

1 - 使用哈希表题解：详细注解

class Solution {

  public List<Integer> findAnagrams(String s, String p) {

    Map<Character, Integer> map = new HashMap<>();

    int count = 0;

    List<Integer> result = new ArrayList<>();

    for(int i=0; i<p.length(); i++){

      Integer temp = map.get(p.charAt(i));

      map.put(p.charAt(i), temp==null? 1: temp+1);

      if(temp==null) count++;

    }

    int p1=0, p2=0;

    boolean flag;

    while(p2<s.length()){

      // 迭代p2

      Integer temp2 = map.get(s.charAt(p2));

      if(temp2==null){ // 包含p2的都不可能,因此结束

        flag = false;

      }else{

        flag = true;

        map.put(s.charAt(p2), temp2-1);

        if(temp2==1)count--;

      }

      p2++;

      

      // 迭代p1, 根据p2情况进行迭代

      // 1.若p2存在, 则当p2-p1==p.length()时才进入

      // 若p2不存在, 则迭代至p1==p2

      while(flag? p2-p1==p.length(): p1<p2-1){ // 只有p2-1时有null判断

        if(count==0)result.add(p1);

        // 将p1位置给去除

        Integer temp1 = map.get(s.charAt(p1)); 

        if(temp1==0)count++;

        map.put(s.charAt(p1), temp1+1);

        p1++;

      }

      if(!flag)p1++; // p1=p2-1时候一定为null, 跳过

    } // 主迭代结束

    return result;

  }

}

2 - 使用数组题解：注解

class Solution {

  public List<Integer> findAnagrams(String s, String p) {

    int sLen = s.length(), pLen = p.length();



    if (sLen < pLen) {

      return new ArrayList<Integer>();

    }



    List<Integer> ans = new ArrayList<Integer>();

    int[] count = new int[26];

    for (int i = 0; i < pLen; ++i) {

      ++count[s.charAt(i) - 'a'];

      --count[p.charAt(i) - 'a'];

    }



    int differ = 0;

    for (int j = 0; j < 26; ++j) {

      if (count[j] != 0) {

        ++differ;

      }

    }



    if (differ == 0) {

      ans.add(0);

    }



    for (int i = 0; i < sLen - pLen; ++i) {

      if (count[s.charAt(i) - 'a'] == 1) {  // 窗口中字母 s[i] 的数量与字符串 p 中的数量从不同变得相同

        --differ;

      } else if (count[s.charAt(i) - 'a'] == 0) {  // 窗口中字母 s[i] 的数量与字符串 p 中的数量从相同变得不同

        ++differ;

      }

      --count[s.charAt(i) - 'a'];

      if (count[s.charAt(i + pLen) - 'a'] == -1) {  // 窗口中字母 s[i+pLen] 的数量与字符串 p 中的数量从不同变得相同

        --differ;

      } else if (count[s.charAt(i + pLen) - 'a'] == 0) {  // 窗口中字母 s[i+pLen] 的数量与字符串 p 中的数量从相同变得不同

        ++differ;

      }

      ++count[s.charAt(i + pLen) - 'a'];

      

      if (differ == 0) {

        ans.add(i + 1);

      }

    }



    return ans;

  }

}

四 - 例题2：最小覆盖子串

题目索引：https://leetcode.cn/problems/minimum-window-substring/description/

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 "" 。

1 - 思路

例子：s = "ADOBECODEBANC", t = "ABC"

使用双指针：

（1）左指针用来将map和count恢复

（2）右指针用来将map对应的value减一，并改变count

当count=0时，说明此时符合条件，则将此时的子串记录下来。

2 - 题解：详细注解

维护一个数量count和map, 先迭代t将map填充,然后让count = map.size

（1）p2遍历到的如果在map里就将map里对应元素-1, 如果刚好减到0就count-1

（2）如果count==0, 则开始遍历p1,

每次让p1对应到map的元素+1, 每次迭代判断长度, 若小于min则更新

class Solution {
    public static String minWindow(String s, String t) {
        Map<Character, Integer> map = new HashMap<>();
        int min=Integer.MAX_VALUE, index=0,  count;
        Integer temp;
        for(int i=0; i<t.length(); i++){
            temp = map.get(t.charAt(i));
            map.put(t.charAt(i), temp==null? 1: temp+1);
        }
        count = map.size();
        int p1=0, p2=0;
        for(;p2<s.length();p2++){
            // 添加p2位置
            temp = map.get(s.charAt(p2));
            if(temp==null)continue;
            // 如果为1说明减完p2元素会归0, 则count变化
            map.put(s.charAt(p2), temp-1);
            if(temp==1) count--;
            // 迭代p1
            while(count==0){
                if(p2-p1+1<min) {
                    min = p2-p1+1;
                    index = p1;
                }
                // 去掉当前p1的元素
                temp = map.get(s.charAt(p1));
                p1++;
                if(temp==null)continue;
                map.put(s.charAt(p1-1), temp+1);
                if(temp==0) count++;
            }
        }
        if(min == Integer.MAX_VALUE)return "";
        return s.substring(index, index+min);
    }
}