[LeetCode] 438. Find All Anagrams in a String 找出字符串中所有的变位词

Given a string s and a non-empty string p, find all the start indices of p's anagrams in s.

Strings consists of lowercase English letters only and the length of both strings s and p will not be larger than 20,100.

The order of output does not matter.

Example 1:

Input:
s: "cbaebabacd" p: "abc"

Output:
[0, 6]

Explanation:
The substring with start index = 0 is "cba", which is an anagram of "abc".
The substring with start index = 6 is "bac", which is an anagram of "abc".

Example 2:

Input:
s: "abab" p: "ab"

Output:
[0, 1, 2]

Explanation:
The substring with start index = 0 is "ab", which is an anagram of "ab".
The substring with start index = 1 is "ba", which is an anagram of "ab".
The substring with start index = 2 is "ab", which is an anagram of "ab".

这道题给了我们两个字符串s和p，让在s中找字符串p的所有变位次的位置，所谓变位次就是字符种类个数均相同但是顺序可以不同的两个词，那么肯定首先就要统计字符串p中字符出现的次数，然后从s的开头开始，每次找p字符串长度个字符，来验证字符个数是否相同，如果不相同出现了直接 break，如果一直都相同了，则将起始位置加入结果 res 中，参见代码如下：

解法一：

class Solution {
public:
    vector<int> findAnagrams(string s, string p) {
        if (s.empty()) return {};
        vector<int> res, cnt(128, 0);
        int ns = s.size(), np = p.size(), i = 0;
        for (char c : p) ++cnt[c];
        while (i < ns) {
            bool success = true;
            vector<int> tmp = cnt;
            for (int j = i; j < i + np; ++j) {
                if (--tmp[s[j]] < 0) {
                    success = false;
                    break;
                }
            }
            if (success) {
                res.push_back(i); 
            }
            ++i;
        }
        return res;
    }
};

我们可以将上述代码写的更加简洁一些，用两个哈希表，分别记录p的字符个数，和s中前p字符串长度的字符个数，然后比较，如果两者相同，则将0加入结果 res 中，然后开始遍历s中剩余的字符，每次右边加入一个新的字符，然后去掉左边的一个旧的字符，每次再比较两个哈希表是否相同即可，参见代码如下：

解法二：

class Solution {
public:
    vector<int> findAnagrams(string s, string p) {
        if (s.empty()) return {};
        vector<int> res, m1(256, 0), m2(256, 0);
        for (int i = 0; i < p.size(); ++i) {
            ++m1[s[i]]; ++m2[p[i]];
        }
        if (m1 == m2) res.push_back(0);
        for (int i = p.size(); i < s.size(); ++i) {
            ++m1[s[i]]; 
            --m1[s[i - p.size()]];
            if (m1 == m2) res.push_back(i - p.size() + 1);
        }
        return res;
    }
};

下面这种利用滑动窗口 Sliding Window 的方法也比较巧妙，首先统计字符串p的字符个数，然后用两个变量 left 和 right 表示滑动窗口的左右边界，用变量 cnt 表示字符串p中需要匹配的字符个数，然后开始循环，如果右边界的字符已经在哈希表中了，说明该字符在p中有出现，则 cnt 自减1，然后哈希表中该字符个数自减1，右边界自加1，如果此时 cnt 减为0了，说明p中的字符都匹配上了，那么将此时左边界加入结果 res 中。如果此时 right 和 left 的差为p的长度，说明此时应该去掉最左边的一个字符，如果该字符在哈希表中的个数大于等于0，说明该字符是p中的字符，为啥呢，因为上面有让每个字符自减1，如果不是p中的字符，那么在哈希表中个数应该为0，自减1后就为 -1，所以这样就知道该字符是否属于p，如果去掉了属于p的一个字符，cnt 自增1，参见代码如下：

解法三：

class Solution {
public:
    vector<int> findAnagrams(string s, string p) {
        if (s.empty()) return {};
        vector<int> res, m(256, 0);
        int left = 0, right = 0, cnt = p.size(), n = s.size();
        for (char c : p) ++m[c];
        while (right < n) {
            if (m[s[right++]]-- >= 1) --cnt;
            if (cnt == 0) res.push_back(left);
            if (right - left == p.size() && m[s[left++]]++ >= 0) ++cnt;
        }
        return res;
    }
};