知识拓展练习（经典面试题） / 32. 串联所有单词的子串

一、题目

给定一个字符串 s 和一个字符串数组 words。 words 中所有字符串长度相同。

s 中的串联子串是指一个包含 words 中所有字符串以任意顺序排列连接起来的子串。

例如，如果 words = ["ab","cd","ef"]，那么 "abcdef"， "abefcd"，"cdabef"， "cdefab"，"efabcd"，和 "efcdab" 都是串联子串。 "acdbef" 不是串联子串，因为他不是任何 words 排列的连接。

返回所有串联子串在 s 中的开始索引。你可以以任意顺序返回答案。

二、示例

示例 1：

输入：s = "barfoothefoobarman", words = ["foo","bar"]
输出：[0,9]
解释：因为 words.length == 2 同时 words[i].length == 3，连接的子字符串的长度必须为 6。
子串 "barfoo" 开始位置是 0。它是 words 中以 ["bar","foo"] 顺序排列的连接。
子串 "foobar" 开始位置是 9。它是 words 中以 ["foo","bar"] 顺序排列的连接。
输出顺序无关紧要。返回 [9,0] 也是可以的。

示例 2：

输入：s = "wordgoodgoodgoodbestword", words = ["word","good","best","word"]
输出：[]
解释：因为 words.length == 4 并且 words[i].length == 4，所以串联子串的长度必须为 16。
s 中没有子串长度为 16 并且等于 words 的任何顺序排列的连接。
所以我们返回一个空数组。

示例 3：

输入：s = "barfoofoobarthefoobarman", words = ["bar","foo","the"]
输出：[6,9,12]
解释：因为 words.length == 3 并且 words[i].length == 3，所以串联子串的长度必须为 9。
子串 "foobarthe" 开始位置是 6。它是 words 中以 ["foo","bar","the"] 顺序排列的连接。
子串 "barthefoo" 开始位置是 9。它是 words 中以 ["bar","the","foo"] 顺序排列的连接。
子串 "thefoobar" 开始位置是 12。它是 words 中以 ["the","foo","bar"] 顺序排列的连接。

三、提示

1 <= s.length <= 10^4
1 <= words.length <= 5000
1 <= words[i].length <= 30
words[i] 和 s 由小写英文字母组成

四、参考题解

1、方法一：滑动窗口

（1）思路

记 words 的长度为 mmm，words 中每个单词的长度为 n，s 的长度为 ls。首先需要将 s 划分为单词组，每个单词的大小均为 n （首尾除外）。这样的划分方法有 n 种，即先删去前 i （i=0∼n−1）个字母后，将剩下的字母进行划分，如果末尾有不到 n 个字母也删去。对这 n 种划分得到的单词数组分别使用滑动窗口对 words 进行类似于「字母异位词」的搜寻。

划分成单词组后，一个窗口包含 s 中前 m 个单词，用一个哈希表 differ 表示窗口中单词频次和 words 中单词频次之差。初始化 differ 时，出现在窗口中的单词，每出现一次，相应的值增加 1，出现在 words 中的单词，每出现一次，相应的值减少 1。然后将窗口右移，右侧会加入一个单词，左侧会移出一个单词，并对 differ 做相应的更新。窗口移动时，若出现 differ 中值不为 0 的键的数量为 0，则表示这个窗口中的单词频次和 words 中单词频次相同，窗口的左端点是一个待求的起始位置。划分的方法有 n 种，做 n 次滑动窗口后，即可找到所有的起始位置。

//Java
class Solution {
  public List<Integer> findSubstring(String s, String[] words) {
    List<Integer> res = new ArrayList<Integer>();
    int m = words.length, n = words[0].length(), ls = s.length();
    for (int i = 0; i < n; i++) {
      if (i + m * n > ls) {
        break;
      }
      Map<String, Integer> differ = new HashMap<String, Integer>();
      for (int j = 0; j < m; j++) {
        String word = s.substring(i + j * n, i + (j + 1) * n);
        differ.put(word, differ.getOrDefault(word, 0) + 1);
      }
      for (String word : words) {
        differ.put(word, differ.getOrDefault(word, 0) - 1);
        if (differ.get(word) == 0) {
          differ.remove(word);
        }
      }
      for (int start = i; start < ls - m * n + 1; start += n) {
        if (start != i) {
          String word = s.substring(start + (m - 1) * n, start + m * n);
          differ.put(word, differ.getOrDefault(word, 0) + 1);
          if (differ.get(word) == 0) {
            differ.remove(word);
          }
          word = s.substring(start - n, start);
          differ.put(word, differ.getOrDefault(word, 0) - 1);
          if (differ.get(word) == 0) {
            differ.remove(word);
          }
        }
        if (differ.isEmpty()) {
          res.add(start);
        }
      }
    }
    return res;
  }
}