长度最小的子数组

简介: 长度最小的子数组

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,并返回其长度。如果不存在符合条件的子数组,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子数组。


提示:


1 <= target <= 10^9

1 <= nums.length <= 10^5

1 <= nums[i] <= 10^5


思路

暴力解法


这道题目暴力解法当然是 两个for循环,然后不断的寻找符合条件的子序列,时间复杂度很明显是O(n^2)。

代码如下:

class Solution {
public:
    int minSubArrayLen(int s, vector<int>& nums) {
        int result = INT32_MAX; // 最终的结果
        int sum = 0; // 子序列的数值之和
        int subLength = 0; // 子序列的长度
        for (int i = 0; i < nums.size(); i++) { // 设置子序列起点为i
            sum = 0;
            for (int j = i; j < nums.size(); j++) { // 设置子序列终止位置为j
                sum += nums[j];
                if (sum >= s) { // 一旦发现子序列和超过了s,更新result
                    subLength = j - i + 1; // 取子序列的长度
                    result = result < subLength ? result : subLength;
                    break; // 因为我们是找符合条件最短的子序列,所以一旦符合条件就break
                }
            }
        }
        // 如果result没有被赋值的话,就返回0,说明没有符合条件的子序列
        return result == INT32_MAX ? 0 : result;
    }
};


  • 时间复杂度:O(n^2)
  • 空间复杂度:O(1)

滑动窗口


接下来就开始介绍数组操作中另一个重要的方法:滑动窗口。


所谓滑动窗口,就是不断的调节子序列的起始位置和终止位置,从而得出我们要想的结果。


在暴力解法中,是一个for循环滑动窗口的起始位置,一个for循环为滑动窗口的终止位置,用两个for循环 完成了一个不断搜索区间的过程。


那么滑动窗口如何用一个for循环来完成这个操作呢。


首先要思考 如果用一个for循环,那么应该表示 滑动窗口的起始位置,还是终止位置。


如果只用一个for循环来表示 滑动窗口的起始位置,那么如何遍历剩下的终止位置?


此时难免再次陷入 暴力解法的怪圈。


所以 只用一个for循环,那么这个循环的索引,一定是表示 滑动窗口的终止位置。


那么问题来了, 滑动窗口的起始位置如何移动呢?


这里还是以题目中的示例来举例,s=7, 数组是 2,3,1,2,4,3


在本题中实现滑动窗口,主要确定如下三点:


窗口内是什么?

如何移动窗口的起始位置?

如何移动窗口的结束位置?

窗口就是 满足其和 ≥ s 的长度最小的 连续 子数组。


窗口的起始位置如何移动:如果当前窗口的值大于s了,窗口就要向前移动了(也就是该缩小了)。


窗口的结束位置如何移动:窗口的结束位置就是遍历数组的指针,也就是for循环里的索引。


解题的关键在于 窗口的起始位置如何移动


可以发现滑动窗口的精妙之处在于根据当前子序列和大小的情况,不断调节子序列的起始位置。从而将O(n^2)暴力解法降为O(n)。

class Solution {
public:
    int minSubArrayLen(int s, vector<int>& nums) {
        int result = INT32_MAX;
        int sum = 0; // 滑动窗口数值之和
        int i = 0; // 滑动窗口起始位置
        int subLength = 0; // 滑动窗口的长度
        for (int j = 0; j < nums.size(); j++) {
            sum += nums[j];
            // 注意这里使用while,每次更新 i(起始位置),并不断比较子序列是否符合条件
            while (sum >= s) {
                subLength = (j - i + 1); // 取子序列的长度
                result = result < subLength ? result : subLength;
                sum -= nums[i++]; // 这里体现出滑动窗口的精髓之处,不断变更i(子序列的起始位置)
            }
        }
        // 如果result没有被赋值的话,就返回0,说明没有符合条件的子序列
        return result == INT32_MAX ? 0 : result;
    }
};


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