LeetCode1456. 定长子串中元音的最大数目

题目分析

本题要求在给定字符串中找到长度为 k 的子串，使其包含的元音字母（a,e,i,o,u）数量最多。这是一个典型的固定窗口大小的滑动窗口问题。

解题思路

1. 初始化元音数量：

• • 先计算字符串前 k 个字符中的元音数量作为初始值

1. 滑动窗口处理：

• • 从第 k 个字符开始向右移动窗口：

• • • 加入当前字符：如果是元音，计数加1
    • 移除窗口左侧字符：如果是元音，计数减1

• • 每次移动后更新最大元音数量

1. 元音判断优化：

• • 使用逻辑或判断字符是否为元音（简单高效）

完整代码

public class LeetCode1456 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        String s = br.readLine().trim();
        int k = Integer.parseInt(br.readLine().trim());
        System.out.println(new Solution().maxVowels(s, k));
    }

    static class Solution {
        public int maxVowels(String s, int k) {
            // 1. 获取字符串长度（边界条件：k=0的情况由题目约束可忽略）
            int n = s.length();

            // 2. 初始化第一个窗口的元音数量
            String vowels = "aeiou";
            int vowelCount = 0;
            for (int i = 0; i < k; i++) {
                if (vowels.contains(s.charAt(i) + "")) {
                    vowelCount++;
                }
            }
            int maxVowels = vowelCount; // 当前最大元音数

            // 3. 滑动窗口处理（窗口范围：[i-k, i-1] → [i-k+1, i]）
            for (int i = k; i < n; i++) {
                // 移除窗口左侧元素（位置：i-k）
                char leftChar = s.charAt(i - k);
                if (vowels.contains(leftChar + "")) {
                    vowelCount--;
                }
                // 添加窗口右侧元素（位置：i）
                char rightChar = s.charAt(i);
                if (vowels.contains(rightChar + "")) {
                    vowelCount++;
                }
                // 更新最大值
                maxVowels = Math.max(maxVowels, vowelCount);
            }
            return maxVowels;
        }
    }
}

知识点分类

• 滑动窗口算法：

• • 固定窗口大小的经典应用
  • 通过加减操作实现O(n)时间复杂度

• 字符串处理：

• • 字符遍历与条件判断
  • 索引边界处理（避免数组越界）

• 性能优化：

• • 避免重复计算（元音判断函数抽取）
  • 单次遍历完成计算

• 边界条件处理：

• • 自动兼容 k=1 或 k=字符串长度的情况
  • 处理输入长度为1的特殊情况