【二分查找】【双指针】LeetCode:2565最少得分子序列
作者推荐
本文涉及的基础知识点
二分查找算法合集 有序向量的二分查找,初始化完成后,向量不会修改。
 双指针: 用于计算子字符串是s的字符串的子系列。
题目
给你两个字符串 s 和 t 。
 你可以从字符串 t 中删除任意数目的字符。
 如果没有从字符串 t 中删除字符,那么得分为 0 ,否则:
 令 left 为删除字符中的最小下标。
 令 right 为删除字符中的最大下标。
 字符串的得分为 right - left + 1 。
 请你返回使 t 成为 s 子序列的最小得分。
 一个字符串的 子序列 是从原字符串中删除一些字符后(也可以一个也不删除),剩余字符不改变顺序得到的字符串。(比方说 “ace” 是 “abcde” 的子序列,但是 “aec” 不是)。
 示例 1:
 输入:s = “abacaba”, t = “bzaa”
 输出:1
 解释:这个例子中,我们删除下标 1 处的字符 “z” (下标从 0 开始)。
 字符串 t 变为 “baa” ,它是字符串 “abacaba” 的子序列,得分为 1 - 1 + 1 = 1 。
 1 是能得到的最小得分。
 示例 2:
 输入:s = “cde”, t = “xyz”
 输出:3
 解释:这个例子中,我们将下标为 0, 1 和 2 处的字符 “x” ,“y” 和 “z” 删除(下标从 0 开始)。
 字符串变成 “” ,它是字符串 “cde” 的子序列,得分为 2 - 0 + 1 = 3 。
 3 是能得到的最小得分。
 参数范围:
 1 <= s.length, t.length <= 105
 s 和 t 都只包含小写英文字母。
分析
时间复杂度😮(nlogn)。枚举tRight,时间复杂度O(n);二分查找tLeft,时间复杂度O(logn)。令m_c是t的长度。tLeft=left-1,tRight=right+1。
变量解析
| vLeft[i]=x | 表示t[0,i]是s[0,x]子序列,x如果有多个值取最小值。如果x不存在,为任意大于等于m_c的值。显然是升序。 | 
| vRight[i]=x | 表示t[t…)是s[x,…)子序列,如果x有多个值取最大值。如果x不存在,为任意小于0的值。 | 
原理
将left和right直接的元素全部删除,积分不会增加,所以全删除。全删除后,只有两种情况:一,不删除。二,删除一处。t由两个部分组成。[0,tLeft]和[tRight,m_c)。如果左边为空,tLeft为-1;如果右边为空,tRight为m_c。sRight 为vRight[tRight],sLeft是小于sRight中的最大值。这样确保[0,sLeft]和[sRight…)没有重叠部分。sLeft在vLeft中的下标就是tLeft,tLeft必须小于tRight,否则[0,tLeft]和[tRight,m_c)会有重叠部分。
特殊情况
右边为空,在初始化vRight的时候,需要特殊处理,后续操作不需要。
 如果vRight[tRight]非法,需要忽略。
 tLeft为-1,不需特殊处理,就是左边为空。
代码
核心代码
class Solution {
public:
	int minimumScore(string s, string t) {
		m_c = t.length();
		//vLeft[i]=x,表示t[0,i]是s[0,x]子序列,x如果有多个值取最小值。如果x不存在,为任意大于等于m_c的值
		//vRight[i]=x,表示t[t...)是s[x,...)子序列,如果x有多个值取最大值。如果x不存在,为任意小于0的值。
		vector<int> vLeft(m_c, m_c),vRight(m_c,-1);
		{
			for (int i = 0, right=0; i < m_c; i++)
			{
				while ((right < s.length()) && (s[right] != t[i]))
				{
					right++;
				}
				vLeft[i] = right++;
			}
		}
		{
			for (int i = m_c - 1,left=s.length()-1; i >= 0; i--)
			{
				while ((left >= 0) && (s[left] != t[i]))
				{
					left--;
				}
				vRight[i] = left--;
			}
		}
		int iRet = m_c;
		vRight.emplace_back(s.length());//(right,m_c)为空不需要做特殊处理
		for (int tRight = 0 ; tRight < vRight.size(); tRight++)
		{
			const auto& sRight = vRight[tRight];
			if (sRight < 0)
			{
				continue;
			}
			//寻找第一个小于vRight[right]的索引
			int tLeft = std::lower_bound(vLeft.begin(), vLeft.end(), sRight)- vLeft.begin()-1;
			tLeft = min(tLeft, tRight - 1);
			iRet = min(iRet, tRight - tLeft - 1);
		}		
		return iRet;
	}
	int m_c;
};
测试用例
template<class T>
void Assert(const vector<T>& v1, const vector<T>& v2)
{
	if (v1.size() != v2.size())
	{
		assert(false);
		return;
	}
	for (int i = 0; i < v1.size(); i++)
	{
		assert(v1[i] == v2[i]);
	}
}
template<class T>
void Assert(const T& t1, const T& t2)
{
	assert(t1 == t2);
}
int main()
{
	string s, t;	
	{
		Solution slu;
		s = "abacaba", t = "bzaa";
		auto res = slu.minimumScore(s, t);
		Assert(1, res);
	}
	{
		Solution slu;
		s = "cde", t = "xyz";
		auto res = slu.minimumScore(s, t);
		Assert(3, res);
	}
	{
		Solution slu;
		s = "adebddaccdcabaade", t = "adbae";
		auto res = slu.minimumScore(s, t);
		Assert(0, res);
	}
	{
		Solution slu;
		s = "eceecbabe", t = "bdeaec";
		auto res = slu.minimumScore(s, t);
		Assert(4, res);
	}
	
	//CConsole::Out(res);
}

优化
第二轮循环,可以和第三轮循环合并,且改成双指针。可以直接用栈(向量)的出栈代替指针。第一轮寻找改成枚举s,更方便。
class Solution {
public:
	int minimumScore(string s, string t) {
		m_c = t.length();
		vector<int> vLeft;
		for (int is = 0; is < s.length(); is++)
		{
			if ((vLeft.size() < m_c) && (s[is] == t[vLeft.size()]))
			{
				vLeft.emplace_back(is);
			}
		}
		int iRet = m_c - vLeft.size(); //tRight==m_c
		for (int tRight = m_c - 1,sRight = s.length()-1 ; tRight >= 0; tRight--)
		{
			while ((sRight >= 0) && (s[sRight] != t[tRight]))
			{
				sRight--;
			}
			if (sRight < 0)
			{
				break;
			}
			while (vLeft.size() &&((vLeft.back() >= sRight) || (vLeft.size() > tRight)))
			{
				vLeft.pop_back();
			}
			iRet = min(iRet, tRight - (int)vLeft.size());
			sRight--;
		}	
		return iRet;
	}
	int m_c;
};
2023年3月旧代码
class Solution {
 public:
 int minimumScore(string s, string t) {
 m_c = t.length();
 m_c2 = s.length();
 m_vLeft.assign(m_c, m_c2);
 m_vRight.assign(m_c, -1);
 {
 int j = 0;
 for (int i = 0; i < m_c; i++)
 {
 while ((j < m_c2) && (s[j] != t[i]))
 {
 j++;
 }
 if (s.length() == j)
 {
 break;
 }
 m_vLeft[i] = j++;
 }
 }
 {
 int j = s.length()-1 ;
 for (int i = m_c - 1; i >= 0; i–)
 {
 while ((j >= 0 ) && (s[j] != t[i]))
 {
 j–;
 }
 if (-1 == j)
 {
 break;
 }
 m_vRight[i] = j–;
 }
 }
 int left = -1, right = m_c;
 for (; left + 1 != right;)
 {
 const int len = (left + right) / 2;
 if (Can(len))
 {
 right = len;
 }
 else
 {
 left = len;
 }
 }
 return right;
 }
 bool Can(int len)
 {
 for (int i = 0; i + len - 1 < m_c; i++)
 {
 bool bCan = true;
 if (i + len == m_c)
 {
 bCan = m_vLeft[i - 1] < m_c2;
 }
 else if (0 == i)
 {
 bCan = m_vRight[i + len] > -1;
 }
 else
 {
 bCan = m_vLeft[i - 1] < m_vRight[i + len];
 }
 if (bCan)
 {
 return true;
 }
 }
 return false;
 }
 vector m_vLeft, m_vRight;
 int m_c;
 int m_c2;
 };
扩展阅读
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测试环境
操作系统:win7 开发环境: VS2019 C++17
 或者 操作系统:win10 开发环境: VS2022 C++17
 如无特殊说明,本算法用**C++**实现。

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