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2.3-滑动窗口专题最大连续1的个数-IIILeetCode-1004

2.3 滑动窗口专题:最大连续1的个数 III(LeetCode 1004)

1. ​ 题目链接

[1004. 最大连续1的个数 III - 力扣(LeetCode)

https://csdnimg.cn/release/blog_editor_html/release2.3.8/ckeditor/plugins/CsdnLink/icons/icon-default.png?t=P1C7 “1004. 最大连续1的个数 III - 力扣(LeetCode)”)


2. ​ 题目描述

给定一个二进制数组 nums 和一个整数 k ,允许将最多 k 个 0 翻转为 1,求翻转后最长的连续 1 的子数组长度。

示例

输入: nums = [1,1,1,0,0,0,1,1,1,1,0], k = 2

输出: 6 (最长子数组为 [1,1,1,0,0,1,1,1,1] ,翻转两个0后连续1的长度为6)


3. ​ 算法思路

采用 滑动窗口(双指针)​ 算法:

  1. 窗口定义 :维护 leftright 指针,表示当前窗口范围。
  2. 统计0的数量 :窗口内允许的0的数量不超过 k
  3. 窗口扩展 :右指针 right 不断右移,遇到0时增加计数。
  4. 窗口收缩 :当0的数量超过 k 时,左指针 left 右移,直到0的数量合法。

4. ​ 代码实现分析
class Solution
{
public:
    int longestOnes(vector<int>& nums, int k)
    {
        int n = nums.size();
        if (k >= n) return n; // 边界条件

        int left = 0, right = 0;
        int zeroCount = 0, maxLen = 0, curLen = 0;
        // 进窗口
        for (right = 0; right < n ; right++)
        {
            if (nums[right] == 0) zeroCount++;
            // 出窗口
            while (zeroCount > k)
            {
                
                if (nums[left++] == 0) zeroCount--;
            }
            // 最长字串更新
            maxLen = max(right - left + 1, maxLen);
        }
        return maxLen;
    }
};

关键点解析

  1. 边界处理k >= n 时直接返回数组长度,因为可以翻转所有0。
  2. 滑动窗口逻辑
    • 右指针扩展 :每次移动右指针并统计0的数量。
    • 左指针收缩 :当0的数量超过 k 时,左指针右移,直到窗口合法。
  3. 时间复杂度 :O(n),每个元素最多被访问两次(左、右指针各一次)。

4. ​ 总结

该代码通过滑动窗口算法高效解决了问题,逻辑清晰且时间复杂度最优。关键在于 实时更新最大值精确控制窗口收缩条件 ,避免遗漏可能的解。

对比维度暴力枚举法滑动窗口法
核心思想遍历所有可能的子数组,检查是否可以通过翻转最多 k 个 0 变成全 1 的子数组。维护一个动态窗口,窗口内最多允许 k 个 0,通过调整左右指针高效寻找最长子数组。
时间复杂度O(n²)(双重循环枚举所有子数组起点和终点,每个子数组统计0的时间为 O(1)*)。O(n)(每个元素仅被左右指针访问一次,总操作次数为 2n)。
空间复杂度O(1)(无需额外存储结构)。O(1)(仅需常数变量记录0的数量和指针位置)。
实现方式1. 双重循环枚举所有子数组起点 i 和终点 j 。 2. 对每个子数组 [i, j] ,统计其中 0 的数量是否 ≤ k1. 右指针 right 不断右移,统计窗口内 0 的数量。 2. 若 0 的数量超过 k ,左指针 left 右移直到合法。 3. 实时更新最大窗口长度。
适用场景数据规模极小(如 n ≤ 100)。数据规模大(如 n ≥ 1e4),需高效处理连续子数组问题。
优点实现简单,逻辑直观,适合验证算法正确性。时间复杂度最优,避免冗余计算,适用于高频或大规模数据场景。
缺点数据规模大时性能极差(例如 n=1e4 时需 1e8 次操作)。需合理控制窗口收缩逻辑,对边界条件处理要求较高(如 k=0 或全为 0 的数组)。