串联全部单词的子串

原题

　　You are given a string, s, and a list of words, words, that are all of the same length. Find all starting indices of substring(s) in s that is a concatenation of each word in words exactly once and without any intervening characters.
　　For example, given:
　　s: "barfoothefoobarman"
　　words: ["foo", "bar"]
　　You should return the indices: [0,9].
　　(order does not matter).

题目大意

　　给定一个字符串s和一个字符串数组words，wrods中的字符串长度都相等，找出s中全部的子串刚好包含words中全部字符各一次，返回子串的起始位置。

解题思路

　　把words转化为一个HashMap

代码实现

算法实现类

import java.util.*;

public class Solution {

    public List<Integer> findSubstring(String s, String[] words) {
        List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
        if (words.length == 0) return list;
        int wLen = words[0].length();
        int len = s.length();
        if (len < wLen * words.length) return list;
        Map<String, Integer> mapW = new HashMap<String, Integer>();
        for (String word : words)
            mapW.put(word, mapW.containsKey(word) ? mapW.get(word) + 1 : 1);
        for (int start = 0; start < wLen; start++) {
            int pos = start;
            int tStart = -1;
            Map<String, Integer> mapT = new HashMap<String, Integer>(mapW);
            while (pos + wLen <= len) {
                String cand = s.substring(pos, pos + wLen);
                if (!mapW.containsKey(cand)) {
                    if (tStart != -1) mapT = new HashMap<String, Integer>(mapW);
                    tStart = -1;
                } else if (mapT.containsKey(cand)) {
                    tStart = tStart == -1 ? pos : tStart;
                    if (mapT.get(cand) == 1) mapT.remove(cand);
                    else mapT.put(cand, mapT.get(cand) - 1);
                    if (mapT.isEmpty()) list.add(tStart);
                } else {
                    while (tStart < pos) {
                        String rCand = s.substring(tStart, tStart + wLen);
                        if (cand.equals(rCand)) {
                            tStart += wLen;
                            if (mapT.isEmpty()) list.add(tStart);
                            break;
                        }
                        tStart += wLen;
                        mapT.put(rCand, mapT.containsKey(rCand) ? mapT.get(rCand) + 1 : 1);
                    }
                }
                pos += wLen;
            }
        }
        return list;
    }
}

 

这道题让咱们求串联全部单词的子串，就是说给定一个长字符串，再给定几个长度相同的单词，让咱们找出串联给定全部单词的子串的起始位置，仍是蛮有难度的一道题。这道题咱们须要用到两个哈希表，第一个哈希表先把全部的单词存进去，而后从开头开始一个个遍历，中止条件为当剩余字符个数小于单词集里全部字符的长度。这时候咱们须要定义第二个哈希表，而后每次找出给定单词长度的子串，看其是否在第一个哈希表里，若是没有，则break，若是有，则加入第二个哈希表，但相同的词只能出现一次，若是多了，也break。若是正好匹配完给定单词集里全部的单词，则把i存入结果中，具体参见代码以下：

 

解法一：

class Solution {
public:
    vector<int> findSubstring(string s, vector<string>& words) {
        vector<int> res;
        if (s.empty() || words.empty()) return res;
        int n = words.size(), m = words[0].size();
        unordered_map<string, int> m1;
        for (auto &a : words) ++m1[a];
        for (int i = 0; i <= (int)s.size() - n * m; ++i) {
            unordered_map<string, int> m2;
            int j = 0; 
            for (j = 0; j < n; ++j) {
                string t = s.substr(i + j * m, m);
                if (m1.find(t) == m1.end()) break;
                ++m2[t];
                if (m2[t] > m1[t]) break;
            }
            if (j == n) res.push_back(i);
        }
        return res;
    }
};

 

这道题还有一种O(n)时间复杂度的解法，设计思路很是巧妙，可是感受很难想出来，博主目测还未到达这种水平。这种方法再也不是一个字符一个字符的遍历，而是一个词一个词的遍历，好比根据题目中的例子，字符串s的长度n为18，words数组中有两个单词(cnt=2)，每一个单词的长度len均为3，那么遍历的顺序为0，3，6，8，12，15，而后偏移一个字符1，4，7，9，13，16，而后再偏移一个字符2，5，8，10，14，17，这样就能够把全部状况都遍历到，咱们仍是先用一个哈希表m1来记录words里的全部词，而后咱们从0开始遍历，用left来记录左边界的位置，count表示当前已经匹配的单词的个数。而后咱们一个单词一个单词的遍历，若是当前遍历的到的单词t在m1中存在，那么咱们将其加入另外一个哈希表m2中，若是在m2中个数小于等于m1中的个数，那么咱们count自增1，若是大于了，那么须要作一些处理，好比下面这种状况, s = barfoofoo, words = {bar, foo, abc}, 咱们给words中新加了一个abc，目的是为了遍历到barfoo不会中止，那么当遍历到第二foo的时候, m2[foo]=2, 而此时m1[foo]=1，这是后已经不连续了，因此咱们要移动左边界left的位置，咱们先把第一个词t1=bar取出来，而后将m2[t1]自减1，若是此时m2[t1]<m1[t1]了，说明一个匹配没了，那么对应的count也要自减1，而后左边界加上个len，这样就能够了。若是某个时刻count和cnt相等了，说明咱们成功匹配了一个位置，那么将当前左边界left存入结果res中，此时去掉最左边的一个词，同时count自减1，左边界右移len，继续匹配。若是咱们匹配到一个不在m1中的词，那么说明跟前面已经断开了，咱们重置m2，count为0，左边界left移到j+len，参见代码以下：

 

解法二：

class Solution {
public:
    vector<int> findSubstring(string s, vector<string>& words) {
        if (s.empty() || words.empty()) return {};
        vector<int> res;
        int n = s.size(), cnt = words.size(), len = words[0].size();
        unordered_map<string, int> m1;
        for (string w : words) ++m1[w];
        for (int i = 0; i < len; ++i) {
            int left = i, count = 0;
            unordered_map<string, int> m2;
            for (int j = i; j <= n - len; j += len) {
                string t = s.substr(j, len);
                if (m1.count(t)) {
                    ++m2[t];
                    if (m2[t] <= m1[t]) {
                        ++count;
                    } else {
                        while (m2[t] > m1[t]) {
                            string t1 = s.substr(left, len);
                            --m2[t1];
                            if (m2[t1] < m1[t1]) --count;
                            left += len;
                        }
                    }
                    if (count == cnt) {
                        res.push_back(left);
                        --m2[s.substr(left, len)];
                        --count;
                        left += len;
                    }
                } else {
                    m2.clear();
                    count = 0;
                    left = j + len;
                }
            }
        }
        return res;
    }
};