算法学习宝典_5_双指针和滑窗
一、滑动窗口(属于左右指针)
《挑战程序设计竞赛》这本书中把滑动窗口叫做「虫取法」,非常生动形象。因为滑动窗口的两个指针移动的过程和虫子爬动的过程非常像:前脚不动,把后脚移动过来;后脚不动,把前脚向前移动。
分享一个滑动窗口的模板,能解决大多数的滑动窗口问题:
def findSubArray(nums): N = len(nums) # 数组/字符串长度 left, right = 0, 0 # 双指针,表示当前遍历的区间[left, right],闭区间 sums = 0 # 用于统计 子数组/子区间 是否有效,根据题目可能会改成求和/计数 res = 0 # 保存最大的满足题目要求的 子数组/子串 长度 while right < N: # 当右边的指针没有搜索到 数组/字符串 的结尾 sums += nums[right] # 增加当前右边指针的数字/字符的求和/计数 while 区间[left, right]不符合题意:# 此时需要一直移动左指针,直至找到一个符合题意的区间 sums -= nums[left] # 移动左指针前需要从counter中减少left位置字符的求和/计数 left += 1 # 真正的移动左指针,注意不能跟上面一行代码写反 # 到 while 结束时,我们找到了一个符合题意要求的 子数组/子串 res = max(res, right - left + 1) # 需要更新结果 right += 1 # 移动右指针,去探索新的区间 return res
滑动窗口中用到了左右两个指针,它们移动的思路是:以右指针作为驱动,拖着左指针向前走。右指针每次只移动一步,而左指针在内部 while 循环中每次可能移动多步。右指针是主动前移,探索未知的新区域;左指针是被迫移动,负责寻找满足题意的区间。
模板的整体思想:
定义两个指针 left 和 right 分别指向区间的开头和结尾,注意是闭区间;定义 sums 用来统计该区间内的各个字符出现次数;
第一重 while 循环是为了判断 right 指针的位置是否超出了数组边界;当 right 每次到了新位置,需要增加 right 指针的求和/计数;
第二重 while 循环是让 left 指针向右移动到 [left, right] 区间符合题意的位置;当 left 每次移动到了新位置,需要减少 left 指针的求和/计数;
在第二重 while 循环之后,成功找到了一个符合题意的 [left, right] 区间,题目要求最大的区间长度,因此更新 res 为 max(res, 当前区间的长度) 。
right 指针每次向右移动一步,开始探索新的区间。
模板中的 sums 需要根据题目意思具体去修改。
另外一个需要根据题目去修改的是内层 while 循环的判断条件,即: 区间 [left, right] 不符合题意 。