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以滑动窗口算法掌握数组与子数组快速求和技巧
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2024-01-29 10:25:16
## 算法刷题系列——滑动窗口
**掌握数组与子数组快速求和技巧**
### 概述
滑动窗口算法是一种经典的算法设计技术,常用于解决连续子数组求和问题的典型案例,例如给定一组正整数和一个目标值,找出子数组的长度最短,且其元素之和大于或等于目标值。这种算法以其高效和通用性,在编程竞赛和数据分析领域受到广泛应用。
### 基本原理
滑动窗口算法的核心思想是使用两个指针(一般为左右指针)维护一个窗口(连续的子数组或子串)。根据题目要求,两个指针会动态地移动,并在数组或字符串中遍历。当找到符合条件的可行解时,进行记录。该算法的优点在于其时间复杂度通常是线性的,即与数据量成正比,因此特别适用于处理大型数据集。
### 实现步骤
为了更清晰地理解滑动窗口算法,我们可以将其分解为以下步骤:
1. 初始化左右指针,并设置初始窗口。
2. 计算当前窗口内元素的总和。
3. 判断当前窗口的总和是否满足题目要求。
4. 若满足要求,更新结果(例如记录最小长度或最大和值)。
5. 移动左右指针,调整窗口大小。
6. 重复步骤 2-5,直到遍历完所有元素。
### 代码示例
为了更好地理解滑动窗口算法的实际应用,我们提供一个Python代码示例,用于求解前面提到的经典问题: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。
```python
def min_sub_array_len(target, nums):
"""
Finds the minimum length of a contiguous subarray that sums to at least target.
Args:
target: The target sum.
nums: The array of numbers.
Returns:
The minimum length of the subarray.
"""
# Initialize the left and right pointers and the minimum length.
left = 0
right = 0
min_len = float('inf')
# Initialize the current sum.
current_sum = 0
# Iterate over the array.
while right < len(nums):
# Add the current number to the current sum.
current_sum += nums[right]
# While the current sum is greater than or equal to the target,
# update the minimum length and move the left pointer.
while current_sum >= target:
min_len = min(min_len, right - left + 1)
current_sum -= nums[left]
left += 1
# Move the right pointer.
right += 1
# Return the minimum length.
return min_len
# Example usage.
nums = [2, 3, 1, 2, 4, 3]
target = 7
result = min_sub_array_len(target, nums)
print(result) # Output: 2
希望这些材料能对您有所帮助。