滑动窗口和查找表的使用
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2022-06-01 22:49:29
...
1.滑动窗口
1.1LeetCode209
给定一个含有 n 个正整数的数组和一个正整数 s ,找出该数组中满足其和 ≥ s 的长度最小的连续子数组。如果不存在符合条件的连续子数组,返回 0。
示例:
输入:s = 7, nums = [2,3,1,2,4,3]
输出: 2 解释: 子数组[4,3]
是该条件下的长度最小的连续子数组。
暴利解法,我们会分别找出所有连续子数组的和,时间复杂度将达到O(n^3)
滑动窗口思路:
1.定义一个变量,保存区间的数据nums[i...j+1],减少大量的重复计算
2.找到一个区间值满足要求
3.然后缩小区间找到另一个区间的满足要求,依次滑动到最后区间,找到最优解
设计代码如下
public int minSubArrayLen(int s, int[] nums) {
int res = Integer.MAX_VALUE;
int l = 0;
int r = -1;
int sum = 0;
while (l < nums.length){
if (sum < s && r + 1 < nums.length){
sum += nums[++r];
}
else{
sum -= nums[l ++];
}
if(sum >= s)
res = Math.min(res,r - l + 1);
}
if(res > nums.length)
return 0;
return res;
}
2.查找表
在java语言中,查找表一般有tree表和hash表,hash表的查找复杂度是O(1)级别,而tree表的时间复杂度为O(logN)级别
虽然hash表的查找复杂度性能很强,但是他由于是根据每个元素的hash值来确定其存在位置,所以他没有顺序性可言
2.1LeetCode 001
给定一个整数数组和一个目标值,找出数组中和为目标值的两个数。
你可以假设每个输入只对应一种答案,且同样的元素不能被重复利用。
示例:
给定 nums = [2, 7, 11, 15], target = 9 因为 nums[0] + nums[1] = 2 + 7 = 9 所以返回 [0, 1]
暴利解法:找出改数组所有两个元素的和,时间复杂度为O(N^2)级别
如果采用查找表,我们把该数组所有元素全部放在HashMap(key(值),value(index))里面,然后遍历整个数组通过查找target - nums[i]在查找表中是否存在,查找过程为O(1)级别所以整个时间复杂度为O(N)
代码设计如下:
public int[] twoSum(int[] nums, int target) {
int[] res = new int[2];
Map<Integer, Integer> map = new HashMap<>();
for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
if (map.containsKey(nums[i])) {
if (target == nums[i] * 2) {
res[0] = map.get(nums[i]);
res[1] = i;
return res;
}
}
map.put(nums[i], i);
}
for (int i = 0; i < nums.length; i ++){
if (map.containsKey(target - nums[i]) && target - nums[i] != nums[i]){
res[0] = i;
res[1] = map.get(target - nums[i]);
return res;
}
}
return res;
}
3.查找表和滑动窗口的结合案例
3.1 LeetCode220
给定一个整数数组,判断数组中是否有两个不同的索引 i 和 j,使得 nums [i] 和 nums [j] 的差的绝对值最大为 t,并且 i 和 j 之间的差的绝对值最大为 ķ。
示例 1:
输入: nums = [1,2,3,1], k = 3, t = 0 输出: true
示例 2:
输入: nums = [1,0,1,1], k = 1, t = 2 输出: true
示例 3:
输入: nums = [1,5,9,1,5,9], k = 2, t = 3 输出: false
暴利解法,找到所有的i,j(满足i != j 且 j - i <= k)时间复杂度O(KN)
优化方案:我们可以定义一个查找表保存满足条件的区间所有值
2.每次添加一个值判断是否该查找表中是否存在有一个值满足要求,当达到最大区间后,查找表左边缩小区间,从而遍历另一个元素来判断查找表中是否存在元素满足要求
代码设计如下
public static boolean containsNearbyAlmostDuplicate(int[] nums, int k, int t) {
if (nums == null || nums.length == 0 || k <= 0) {
return false;
}
int l = 0;
int lt = 0;
TreeSet<Long> set = new TreeSet<>();
while (l < nums.length && lt < nums.length){
if (set.ceiling((long)nums[lt] - (long)t) != null && set.ceiling((long)nums[lt] - (long)t) <= (long) nums[lt] + (long) t){
return true;
}
set.add((long) nums[lt ++]);
if (lt - l > k){
set.remove((long) nums[l++]);
}
}
return false;
}
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