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前言
这是力扣的 1493 题,难度为中等,解题方案有很多种,本文讲解我认为最奇妙的一种。
又又又是一道滑动窗口的典型例题,可以帮助我们巩固滑动窗口算法。
这道题很活灵活现,需要加深对题意的变相理解。
一、题目描述
给你一个二进制数组 nums
,你需要从中删掉一个元素。
请你在删掉元素的结果数组中,返回最长的且只包含 1 的非空子数组的长度。
如果不存在这样的子数组,请返回 0 。
提示 1:
输入:nums = [1,1,0,1]
输出:3
解释:删掉位置 2 的数后,[1,1,1] 包含 3 个 1 。
示例 2:
输入:nums = [0,1,1,1,0,1,1,0,1]
输出:5
解释:删掉位置 4 的数字后,[0,1,1,1,1,1,0,1] 的最长全 1 子数组为 [1,1,1,1,1] 。
示例 3:
输入:nums = [1,1,1]
输出:2
解释:你必须要删除一个元素。
提示:
1 <= nums.length <= 105
nums[i]
要么是0
要么是1
。
二、题解
2.1 方法一:滑动窗口
思路与算法:
重点:题意转换。把「 返回最长的且只包含 1 的非空子数组的长度 」转换为 「 返回最长带有一个 0 的非空子数组的长度 - 1 」。
经过上面的题意转换,我们可知本题是求最大连续子区间,可以使用滑动窗口方法。滑动窗口的限制条件是:窗口内最多有 1 个 0。
可以使用我多次分享的滑动窗口模板解决,模板在代码之后。
再次申明模板很重要,可以解决一些列的题目。
首先定义四个变量:
- 左指针
- 右指针
- 最长的子串长度
- 0 的数量
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代码思路:
- 使用 left 和 right 两个指针,分别指向滑动窗口的左右边界。
- right 主动右移:right 指针每次移动一步。当 nums[right] 为 0,说明滑动窗口内增加了一个 0;
- left 被动右移:判断此时窗口内 0 的个数,如果超过了 K,则 left 指针被迫右移,直至窗口内的 0 的个数小于等于 K 为止。
- 滑动窗口长度的最大值就是所求。记得最后要减去 1 ,因为子数组里还多了一个 0 。
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2.2 滑动窗口解题模板
滑动窗口算法是一种常用的算法,用于解决数组或列表中的子数组问题。下面是一个滑动窗口算法的解题模板:
- 定义窗口大小:首先需要确定滑动窗口的大小,即每次滑动时包含的元素个数。
- 初始化窗口:将窗口的起始位置设置为0,窗口大小设置为n,其中n为数组或列表的长度。
- 计算窗口中的元素和:使用一个变量sum来记录当前窗口中的元素和,初始值为0。
- 移动窗口:从左到右依次遍历数组或列表,每次将当前元素加入窗口中,并更新sum的值。
- 判断是否满足条件:在移动窗口的过程中,不断判断当前窗口中的元素和是否满足题目要求。如果满足条件,则返回当前窗口中的元素和。
- 移动窗口:如果当前窗口中的元素和不满足题目要求,则将窗口向右移动一位,并更新sum的值。
- 重复步骤4-6,直到遍历完整个数组或列表。
下面是一个具体的例子,使用滑动窗口算法求解数组中连续子数组的最大和:
def maxSubArray(nums): if not nums: return 0 max_sum = current_sum = nums[0] for i in range(1, len(nums)): current_sum = max(nums[i], current_sum + nums[i]) max_sum = max(max_sum, current_sum) return max_sum
在这个例子中,我们使用一个变量max_sum来记录当前最大子数组的和,一个变量current_sum来记录当前窗口中的元素和。在遍历数组的过程中,不断更新current_sum的值,并判断是否满足题目要求。如果满足条件,则更新max_sum的值。最后返回max_sum即可。
三、代码
3.1 方法一:滑动窗口
Java版本:
class Solution { public int longestSubarray(int[] nums) { int left = 0, right = 0, zero = 0, longestSubarray = 0, n = nums.length; while (right < n) { if (nums[right] == 0) zero++; if (zero > 1) { left++; if (nums[left - 1] == 0) zero--; } if (zero == 1 || right == n - 1) { longestSubarray = Math.max(longestSubarray, right - left + 1); } right++; } return longestSubarray - 1; } }
C++版本:
class Solution { public: int longestSubarray(vector<int>& nums) { int left = 0, right = 0, zero = 0, longestSubarray = 0, n = nums.size(); while (right < n) { if (nums[right] == 0) zero++; if (zero > 1) { left++; if (nums[left - 1] == 0) zero--; } if (zero == 1 || right == n - 1) { longestSubarray = max(longestSubarray, right - left + 1); } right++; } return longestSubarray - 1; } };
Python版本:
class Solution: def longestSubarray(self, nums: List[int]) -> int: left = 0 right = 0 zero = 0 longestSubarray = 0 n = len(nums) while right < n: if nums[right] == 0: zero += 1 if zero > 1: left += 1 if nums[left - 1] == 0: zero -= 1 if zero == 1 or right == n - 1: longestSubarray = max(longestSubarray, right - left + 1) right += 1 return longestSubarray - 1
Go版本:
func longestSubarray(nums []int) int { left := 0 right := 0 zero := 0 longestSubarray := 0 n := len(nums) for right < n { if nums[right] == 0 { zero++ } if zero > 1 { left++ if nums[left-1] == 0 { zero-- } } if zero == 1 || right == n-1 { longestSubarray = max(longestSubarray, right-left+1) } right++ } return longestSubarray - 1 } func max(a, b int) int { if a > b { return a } return b }
四、复杂度分析
4.1 方法一:滑动窗口
- 时间复杂度:O(N),因为每个元素只遍历了一次。
- 空间复杂度:O(1),因为使用了常数个空间。