最短子数组之和
Published in:2016-03-01 | Category: 算法
Words: 636 | Reading time: 2min | Reading:

一个常见的最短子数组算法题是 “Minimum Size Subarray Sum”。在这个问题中,给定一个正整数数组和一个目标值,要找到数组中一个连续子数组,使得子数组的元素和大于等于目标值,并且子数组的长度最小。

例如

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输入: 
数组: [5, 3, 4, 2, 8, 5]; 目标值: 10
输出:
[2, 8]
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输入: 
数组: [5, 3, 4, 2, 8, 5]; 目标值: 28
输出:
[]
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输入: 
数组: [5, 3, 4, 2, 8, 5]; 目标值: 4
输出:
[5]

这个问题可以使用双指针来解决窗口的滑动问题,核心代码如下:

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public static int[] minSizeSubArray(int[] numbers, int target) {
int p1 = 0, p2 = 0; //定义两个指针
int minLeft = 0; // 最小子数组的左边界
int minLen = Integer.MAX_VALUE; // 最小子数组的长度
int sum = 0; //子数组元素和

for (p2 = 0; p2 < numbers.length; p2++) {
sum += numbers[p2]; // 将右指针的元素加入子数组
while (sum >= target) { // 如果子数组的和大于等于目标值
int curLen = p2 - p1 + 1; // 获取当前子数组长度
if (minLen > curLen) { // 如果子数组长度比上次还更小
minLen = curLen; // 更新子数组最小长度
minLeft = p1; // 更新子数组的左边界
}
sum -= numbers[p1]; // 将左指针的元素从子数组中移除
p1++; //移动左指针,缩小子数组
}
}

if (minLen == Integer.MAX_VALUE) {
return new int[0]; // 没有找到匹配的子数组
} else {
//根据子数组的左边界以及长度,返回子数组
int[] result = new int[minLen];
for (int i = 0; i < minLen; i++) {
result[i] = numbers[i + minLeft];
}
return result;
}
}

在上述代码中,我们使用了两个指针 p1 和 p2,分别表示子数组的左右边界。我们在数组上使用滑动窗口来寻找满足条件的最短子数组。当子数组的和大于等于目标值时,我们移动左指针,并更新最小长度。如果发现有更小的数组长度,则更新最小数组长度以及数组的左边界值,当子数组的和不足以满足条件时,我们移动右指针,并继续扩展子数组。

测试结果如下

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public static void main(String[] args) {
int[] numbers = {5, 3, 4, 2, 8, 5};
printArray(minSizeSubArray(numbers, 10)); // [2, 8]
printArray(minSizeSubArray(numbers, 28)); // []
printArray(minSizeSubArray(numbers, 4)); // [5]
}

private static void printArray(int[] numbers) {
StringBuilder sb = new StringBuilder();
sb.append("[");
for(int i =0; i < numbers.length; i++) {
sb.append(numbers[i]).append(i == numbers.length - 1 ? "" : ", ");
}
sb.append("]");

System.out.println(sb.toString());
}
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