【leetcode面试经典150题】32.串联所有单词的子串（C++）

【leetcode面试经典150题】专栏系列将为准备暑期实习生以及秋招的同学们提高在面试时的经典面试算法题的思路和想法。本专栏将以一题多解和精简算法思路为主，题解使用C++语言。（若有使用其他语言的同学也可了解题解思路，本质上语法内容一致）

【题目描述】

给定一个字符串 s 和一个字符串数组 words。 words 中所有字符串 长度相同。

 s 中的 串联子串 是指一个包含  words 中所有字符串以任意顺序排列连接起来的子串。

• 例如，如果 words = ["ab","cd","ef"]， 那么 "abcdef"， "abefcd"，"cdabef"， "cdefab"，"efabcd"， 和 "efcdab" 都是串联子串。 "acdbef" 不是串联子串，因为他不是任何 words 排列的连接。

返回所有串联子串在 s 中的开始索引。你可以以 任意顺序 返回答案。

【示例一】

输入：s = "barfoothefoobarman", words = ["foo","bar"]
输出：[0,9]
解释：因为 words.length == 2 同时 words[i].length == 3，连接的子字符串的长度必须为 6。
子串 "barfoo" 开始位置是 0。它是 words 中以 ["bar","foo"] 顺序排列的连接。
子串 "foobar" 开始位置是 9。它是 words 中以 ["foo","bar"] 顺序排列的连接。
输出顺序无关紧要。返回 [9,0] 也是可以的。

【示例二】

输入：s = "wordgoodgoodgoodbestword", words = ["word","good","best","word"]
输出：[]
解释：因为 words.length == 4 并且 words[i].length == 4，所以串联子串的长度必须为 16。
s 中没有子串长度为 16 并且等于 words 的任何顺序排列的连接。
所以我们返回一个空数组。

【示例三】

输入：s = "barfoofoobarthefoobarman", words = ["bar","foo","the"]
输出：[6,9,12]
解释：因为 words.length == 3 并且 words[i].length == 3，所以串联子串的长度必须为 9。
子串 "foobarthe" 开始位置是 6。它是 words 中以 ["foo","bar","the"] 顺序排列的连接。
子串 "barthefoo" 开始位置是 9。它是 words 中以 ["bar","the","foo"] 顺序排列的连接。
子串 "thefoobar" 开始位置是 12。它是 words 中以 ["the","foo","bar"] 顺序排列的连接。

【提示及数据范围】

• 1 <= s.length <= 10的4次方
• 1 <= words.length <= 5000
• 1 <= words[i].length <= 30
• words[i] 和 s 由小写英文字母组成

【代码】

// 滑动窗口

class Solution {
    public List<Integer> findSubstring(String s, String[] words) {
        List<Integer> res = new ArrayList<>();
        int num = words.length;
        // 单词的长度
        int wordLen = words[0].length();
        // 字符串长度
        int stringLen = s.length();

        for (int i = 0; i < wordLen; i++) {
            // 遍历的长度超过了整个字符串的长度，退出循环
            if (i + num * wordLen > stringLen) {
                break;
            }
            // differ表示窗口中的单词频次和words中的单词频次之差
            Map<String, Integer> differ = new HashMap<>();
            // 初始化窗口，窗口长度为num * wordLen,依次计算窗口里每个切分的单词的频次
            for (int j = 0; j < num; j++) {
                String word = s.substring(i + j * wordLen, i + (j + 1) * wordLen);
                differ.put(word, differ.getOrDefault(word, 0) + 1);
            }
            // 遍历words中的word，对窗口里每个单词计算差值
            for (String word : words) {
                differ.put(word, differ.getOrDefault(word, 0) - 1);
                // 差值为0时，移除掉这个word
                if (differ.get(word) == 0) {
                    differ.remove(word);
                }
            }
            for (int start = i; start < stringLen - num * wordLen + 1; start += wordLen) {
                if (start != i) {
                    // 右边的单词进来
                    String word = s.substring(start + (num - 1) * wordLen, start + num * wordLen);
                    differ.put(word, differ.getOrDefault(word, 0) + 1);
                    if (differ.get(word) == 0) {
                        differ.remove(word);
                    }
                    // 左边的单词出去
                    word = s.substring(start - wordLen, start);
                    differ.put(word, differ.getOrDefault(word, 0) - 1);
                    if (differ.get(word) == 0) {
                        differ.remove(word);
                    }
                    word = s.substring(start - wordLen, start);
                }
                // 窗口匹配的单词数等于words中对应的单词数
                if (differ.isEmpty()) {
                    res.add(start);
                }
            }
        }
        return res;
    }
}