滑动窗口算法是一种基于双指针(滑动窗口)的数据处理算法,主要用于解决数组或字符串中的子数组或子串问题。其核心思想是使用两个指针left和right来定义一个窗口,窗口内包含满足特定条件的元素子序列,然后通过移动这两个指针来滑动窗口,以找到所需的子序列。
滑动窗口算法的基本步骤如下:
-
初始化左指针left和右指针right,使它们都指向序列的起始位置。
-
将窗口中的元素作为子序列进行处理,满足特定条件的子序列就是算法需要解决的问题。
-
调整指针left和right,使得窗口向右移动:通常,先扩张right边界,到达指定的位置后,再扩张left边界,直到指定的位置。
-
获得窗口内元素集合,执行业务逻辑,如记录最大值、最小值、求和等。
-
重复步骤3和4,直到滑动窗口遍历完整个序列。
滑动窗口算法的优点在于时间复杂度为O(n),其中n为数组或字符串的长度,并且空间复杂度较低,通常为O(1)。这使得滑动窗口算法能够将一些原本需要多层嵌套循环的问题转换为单层循环问题,从而提高效率。
滑动窗口算法可以应用于多种场景,例如在TCP流量控制中用来控制数据传输速率,或在字符串中查找满足特定条件的最长或最短子串等。