最小覆盖子串（Java详解）

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一、题目描述

二、题解

一、题目描述

给定两个字符串s和t。返回s中包含t的所有字符的最短子字符串。如果s中不存在符合条件的子字符串，则返回空字符串""。

如果s中存在多个符合条件的子字符串，返回任意一个。

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。

示例：

输入：s = “ADOBECODEBANC”, t = “ABC”

输出：”BANC”

输入：s = “a”, t = “a”

输出：”a”

二、题解

思路分析：题目要求我们找到 s 中包含 t 的所有字符的最短子字符串，即找到的子串中必须含有 t 中所有字符，可以有其他字符，返回其中最短的子串。

首先，我们很容易想到可以通过暴力枚举的方式来找到最小覆盖子串

每次记录子串的长度，并更新记录的最短子串，当i 遍历完 s 时，找到最小子串，由于当 i 找到 t 中字符时，要使用 j 向后遍历，找到子串，因此，暴力枚举的时间复杂度为O()，

当找到子串时，i 向后移动，直到再次找到 t 中字符，此时再向后寻找子串，

当再次向后寻找子串时，j可能向后移动，也可能保持不动

因此，我们可以不用每次找到 t 中字符时，都从当前下一位置向后寻找，只需从 j 上次记录的位置开始向后寻找

此时，我们可以考虑使用滑动窗口来解决本题，即使用left 和 right 两个指针维护一个窗口，窗口中不包含 t 中所有字符时，right向右滑动，添加新的字符，当窗口中包含 t 中所有字符时，判断并更新最小子串，再将left 向右滑动，移除左边元素

解题步骤：

1. 使用哈希表记录 t 中字符的种类和个数

2. 定义left 和 right 指针遍历s，并维护窗口

3. 当窗口中不含有 t 中所有字符时，向右移动 right ，添加新的字符；

当窗口中含有 t 中所有字符时，判断并更新最小子串，再向右移动 left ，直到移除t中的一个字符

再分析清楚过程后，我们可以尝试编写代码来解决本题

首先我们使用哈希表统计字符的种类和长度：

//1. //特殊情况：若s的长度小于t，直接返回空字符串if(s.length() < t.length()){return "";}//使用哈希表统计t中字符的种类和长度//由于题目中给出s和t由英文字母组成，因此我们可以使用数组模拟哈希表int[] hash1 = new int[128];//记录t中字符的种类和数量for (int i = 0; i < t.length(); i++) {hash1[t.charAt(i)]++;}

接下来我们遍历s并维护窗口：

//2. int begin = -1, minLen = -1;//记录最小子串的起始位置和长度int[] hash2 = new int[128];//记录s中字符的种类和个数//使用left和right维护窗口for (int left = 0,right = 0; right < s.length(); right++) {//右边字符进窗口char in = s.charAt(right);hash2[in]++;//判断是否需要出窗口//更新结果//左边元素出窗口}}

如何判断是否需要出窗口？

当子串包含t中所有字符时，需要出窗口。由于我们使用数组来模拟哈希表，我们可以通过遍历的方式来判断hash2中是否包含hash1中所有字符，然而，这种方式效率较低，那么我们该如何改进呢？

我们可以使用变量 count 来统计子串中有效字符（当前字符ch为 t 中字符，且此时窗口中ch的数量 小于等于 t 中 ch个数）的个数。此时，在判断出窗口时，仅需判断count 是否 大于等于 t 的长度，若大于，则出窗口

即使用count来标记子串中所含有的 t 中字符个数

注意，当前字符为 t 中字符，也可能不为有效字符，例如：

此时，虽然A为t中字符，但窗口中A的个数大于 t 中A的个数，此时的字符A不能判断为有效字符

//2.int begin = -1, minLen = -1;//记录最小子串的起始位置和长度int[] hash2 = new int[128];//记录s中字符的种类和个数//使用left和right维护窗口int count = 0;//记录窗口中有效字符的个数for (int left = 0,right = 0; right < s.length(); right++) {//右边字符进窗口char in = s.charAt(right);hash2[in]++;//判断是否是有效字符//先将字符放入哈希表后，再判断if(hash2[in] = t.length()){//更新结果if(right - left + 1 < minLen || begin == -1){begin = left;minLen = right - left + 1;}//将左边元素出窗口char out = s.charAt(left);//判断是否是有效字符出窗口//先判断当前字符是否是有效字符后，再出窗口if(hash2[out]-- <= hash1[out]){count--;}//左边元素出窗口left++;}}

最后，再返回最小覆盖子串即可

完整代码：

class Solution {public String minWindow(String s, String t) { //1.//特殊情况：若s的长度小于t，直接返回空字符串if(s.length() < t.length()){return "";}//使用哈希表统计t中字符的种类和长度//由于题目中给出s和t有英文字母组成，因此我们可以使用数组模拟哈希表int[] hash1 = new int[128];//记录t中字符的种类和数量for (int i = 0; i < t.length(); i++) {hash1[t.charAt(i)]++;}//2.int begin = -1, minLen = -1;//记录最小子串的起始位置和长度int[] hash2 = new int[128];//记录s中字符的种类和个数//使用left和right维护窗口int count = 0;//记录窗口中有效字符的个数for (int left = 0,right = 0; right < s.length(); right++) {//右边字符进窗口char in = s.charAt(right);//判断是否是有效字符//先将字符放入哈希表后，再判断if(++hash2[in] = t.length()){//更新结果if(right - left + 1 < minLen || begin == -1){begin = left;minLen = right - left + 1;}//将左边元素出窗口char out = s.charAt(left);//判断是否是有效字符出窗口//先判断当前字符是否是有效字符后，再出窗口if(hash2[out]-- 

题目来自：

LCR 017. 最小覆盖子串 - 力扣（LeetCode）