滑动窗口：概念、分类及实战应用解析

滑动窗口详解是一种强大的数据结构和算法技巧，它主要应用于数组或字符串处理中，特别是需要在固定或动态大小的范围内寻找特定模式、计算子串的统计特征或解决最值问题的场景。滑动窗口的核心思想是利用两个指针（通常称为左指针left和右指针right）动态定义一个可变大小的窗口，通过调整这两个指针的位置来探索数据的不同部分。 1. **基本概念** - 滑动窗口分类：分为固定大小窗口和动态大小窗口，前者如求子串的平均值，窗口大小不变；后者如字符串中的字母异位词查找，窗口大小会随着搜索进行而扩大。 - 应用场景：滑动窗口常用于求解平滑数据、寻找子串中最值、字符串匹配等问题。例如，在温度监测中，固定窗口能提供一段时间内的平均温度，增强数据稳定性。 2. **核心思路** - 初始化：设置左右指针，开始时左指针left = 0，右指针right = 0，形成初始空窗口[0,0)。 - 循环遍历：遍历数组或字符串，每次右指针向右移动，检查是否达到边界。若未越界，执行以下步骤： - 更新窗口：根据题目要求，可能是固定大小或动态增长，更新窗口内的数据。 - 窗口满足条件时：记录或更新结果，然后不动右指针，左指针向右移动，缩小窗口，直到不满足条件。 - 结果返回：当遍历结束或达到边界，返回找到的结果。 3. **实战示例：LC438 字符串异位词查找** - 题目要求：在给定字符串s中找出所有与字符串p的异位词子串，返回这些子串的起始索引。这里需要用到动态窗口，因为异位词的子串长度可能与p不同。 - 解决方法：遍历s，对每个位置i，将s[i:i+len(p)]与p比较，如果它们字符出现次数相同，说明是异位词，将i添加到结果列表中。 总结起来，滑动窗口在编程中广泛应用，通过灵活调整指针来处理复杂的数据操作，既简洁又高效。理解滑动窗口的关键在于掌握指针移动的逻辑和如何根据问题的具体需求定制窗口的更新规则。通过实例分析，我们可以更好地理解和应用滑动窗口的思想。