算法思路

  1. 哈希映射统计:首先使用哈希映射(HashMap)统计words数组中每个单词出现的次数。

  2. 滑动窗口:由于所有单词的长度相同,我们可以使用滑动窗口的方式,以单词的长度为步长在原字符串s上滑动,检查每个可能的窗口。

  3. 匹配验证:对于每个窗口,使用另一个哈希映射统计窗口中每个单词的出现次数,然后与words的哈希映射进行比较,看是否完全匹配。

  4. 记录起始位置:如果一个窗口完全匹配,记录该窗口的起始位置。

  5. 优化:为了减少不必要的检查,我们只需要在0到wordLength-1的范围内开始滑动窗口,其中wordLength是数组words中单词的长度。

    
    import java.util.ArrayList;
    import java.util.HashMap;
    import java.util.List;
    import java.util.Map;
    
    public class Solution {
        public List<Integer> findSubstring(String s, String[] words) {
            int wordLength = words[0].length();
            int allWordsLength = words.length * wordLength;
            Map<String, Integer> wordMap = new HashMap<>();
            List<Integer> result = new ArrayList<>();
    
            for (String word : words) {
                wordMap.put(word, wordMap.getOrDefault(word, 0) + 1);
            }
    
            for (int i = 0; i < wordLength; i++) {
                for (int j = i; j <= s.length() - allWordsLength; j += wordLength) {
                    Map<String, Integer> seen = new HashMap<>();
                    int k = 0;
                    while (k < words.length) {
                        String word = s.substring(j + k * wordLength, j + (k + 1) * wordLength);
                        if (wordMap.containsKey(word)) {
                            seen.put(word, seen.getOrDefault(word, 0) + 1);
                            if (seen.get(word) > wordMap.get(word)) break;
                        } else {
                            break;
                        }
                        k++;
                    }
                    if (k == words.length) result.add(j);
                }
            }
    
            return result;
        }
    }

    算法解析

    这个算法的关键在于如何有效地利用哈希映射来减少不必要的比较。通过维护一个滑动窗口,并在每次迭代中更新这个窗口内单词的出现次数,我们可以有效地判断当前窗口是否满足条件。

    此外,通过分步骤处理,即先统计words数组中单词的出现次数,然后通过滑动窗口检查每个子串,这种方法既清晰又易于实现。

    示例和测试

    以s = "barfoothefoobarman", words = ["foo","bar"]为例,我们的函数应该返回[0,9]。这是因为在s中,从索引0开始的子串"barfoo"和从索引9开始的子串"foobar"恰好由words中的所有单词串联形成。

    总结

    这道题目展示了在字符串处理和算法设计中哈希映射的强大应用。通过巧妙地利用哈希映射来追踪和比较子串中单词的出现次数,我们能够有效地解决复杂的字符串匹配问题。

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