Python 中查找包含给定子串的最小字符串大小的程序

简介

在日常的编程中，我们时常遇到需要针对字符串进行各种操作的情况，而对于 Python 这样强大的语言，对字符串的支持更是不言而喻。本文将介绍如何使用 Python 语言查找包含给定子串的最小字符串大小的算法思路和具体实现。

算法思路

对于本题，我们需要求出给定字符串（以下简称目标字符串）中包含给定子串（以下简称子串）的最小字符串长度（以下简称目标长度）。

为了实现此目的，我们采用两个指针 l 和 r 来表示目标字符串的一个区间 [l, r]，其中 r 不断向右移动，l 不动或向右移动。在目标字符串中遍历过程中，如果目前区间包含了子串，我们就记录此时目标字符串在[l, r]这个区间的长度，然后将 l 指针向右移动直到不再包含子串，再将 r 指针向右移动，如此重复直到 r 走到字符串末尾。我们保存所有这些包含子串的区间长度，然后就可以得出所有符合要求的最小字符串长度，最后从中取最小值即为最终答案。

以下是算法的示意图：

def get_min_len(s1: str, s2: str) -> int:
    n1, n2 = len(s1), len(s2)
    left, right = 0, 0
    res = []
    while right < n1:
        if s1[right:right+n2] == s2:
            res.append(right - left + n2)
            left = right + n2
            right = left
        else:
            right += 1
    return min(res) if res else -1

上述代码中，s1 为目标字符串，s2 为子串，left 和 right 分别为左右指针。 res 数组保存每个符合条件的子串的区间长度。

示例

我们用一个具体的例子来说明这个算法是如何工作的。假设目标字符串为 aabbbaabcdbdabcbcaee, 子串为 abc，那么初始时，left 指针指向字符串第一个字符，right 指针指向 a，然后 right 不断向右移动，当 right 移动到 aabbba 末尾时，此时子串不包含 abc，我们将 left 指针向右移动一位，从此处继续往后寻找。当 right 移动到 ee 时，此时包含一个子串 abc，我们将子串 abc 的长度添加到 res 数组中，再将 left 指针移动到当前子串结束的位置，即 end = right + len("abc")。如此不断迭代，直到 right 到达字符串末尾，我们将所有包含 abc 子串的区间长度保存到 res 数组中，最后取 res 数组中的最小值即为最终结果。