2026-05-09:不同元素和至少为 K 的最短子数组长度。用go语言,给定一个整数数组 nums 和一个整数 k。你需要在数组中找一个连续的非空子

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主题

求解不同元素和至少为K的最短子数组长度算法的Go/Python/C++实现

摘要

本文用滑动窗口算法求解不同元素和至少为K的最短子数组长度,给出Go、Python、C++完整代码,时间复杂度O(n)。

关键信息

  • 1 使用滑动窗口算法,左指针收缩窗口并记录最小长度
  • 2 哈希表维护窗口内元素计数和不同元素的和
  • 3 时间复杂度O(n),空间复杂度O(n)

2026-05-09:不同元素和至少为 K 的最短子数组长度。用go语言,给定一个整数数组 nums 和一个整数 k。你需要在数组中找一个连续的非空子数组,使得这个子数组里不同元素的种类数对应的取值之和(也就是:每个数只算一次,不重复计)不小于 k。求满足条件的最短子数组长度;如果不存在这样的子数组,就返回 -1。

1 <= nums.length <= 100000。

1 <= nums[i] <= 100000。

1 <= k <= 1000000000。

输入: nums = [2,2,3,1], k = 4。

输出: 2。

解释:

子数组 [2, 3] 具有不同的元素 {2, 3},它们的和为 2 + 3 = 5,这至少为 k = 4。因此,答案是 2。

题目来自力扣3795。

算法执行过程详细描述 核心思路

我们使用滑动窗口(双指针)算法:用左、右两个指针界定一个连续的窗口,右指针不断向右扩展窗口,把元素加入窗口;当窗口内不同元素的和 ≥ k时,尝试收缩左指针缩小窗口,同时记录满足条件的最小窗口长度。整个过程只遍历数组一次,保证高效性。

关键变量说明

1.cnt:哈希表,记录窗口内每个数字出现的次数

  • 2.sum:记录窗口内不同元素的和(每个数字只加一次,重复出现不加)

  • 3.left:滑动窗口的左边界指针

  • 4.ans:记录满足条件的最短子数组长度,初始为无穷大

  • 5.i(右指针):滑动窗口的右边界指针

    逐步骤执行过程

    数组:[2, 2, 3, 1],目标和 k=4
    初始状态:cnt=空sum=0left=0ans=无穷大

    第一步:右指针 i=0,元素 x=2

    1. 把 2 加入窗口:cnt[2] = 1

  • 2. 因为是第一次出现 2,sum += 2→ sum=2

  • 3. 判断 sum(2) ≥ 4?不满足,不收缩窗口

  • 4. 当前窗口:[0,0],长度1,不满足条件

    第二步:右指针 i=1,元素 x=2

    1. 把 2 加入窗口:cnt[2] = 2

  • 2. 2 已经出现过,sum 不变化 → sum=2

  • 3. 判断 sum(2) ≥ 4?不满足,不收缩窗口

  • 4. 当前窗口:[0,1],长度2,不满足条件

    第三步:右指针 i=2,元素 x=3

    1. 把 3 加入窗口:cnt[3] = 1

  • 2. 第一次出现 3,sum += 3→ sum=5

  • 3. 判断 sum(5) ≥ 4?满足条件,开始收缩左指针:

    • 更新最短长度:ans = min(无穷大, 2-0+1=3) → ans=3

  • • 移出左边界元素 2:cnt[2] = 1

  • • 2 还在窗口中,sum 不变 → sum=5

  • • 左指针右移:left=1

    4. 再次判断 sum(5) ≥ 4?仍满足,继续收缩:

    • 更新最短长度:ans = min(3, 2-1+1=2) → ans=2

  • • 移出左边界元素 2:cnt[2] = 0,2 彻底离开窗口

  • • sum 减去 2 → sum=3

  • • 左指针右移:left=2

    5. 此时 sum=3 < 4,停止收缩

    6. 当前窗口:[2,2],长度1,不满足条件

    第四步:右指针 i=3,元素 x=1

    1. 把 1 加入窗口:cnt[1] = 1

  • 2. 第一次出现 1,sum += 1→ sum=4

  • 3. 判断 sum(4) ≥ 4?满足条件,开始收缩左指针:

    • 更新最短长度:ans = min(2, 3-2+1=2) → ans 保持 2

  • • 移出左边界元素 3:cnt[3] = 0,3 彻底离开窗口

  • • sum 减去 3 → sum=1

  • • 左指针右移:left=3

    4. 此时 sum=1 < 4,停止收缩

    5. 当前窗口:[3,3],长度1,不满足条件

    最终结果

    遍历完整个数组后,ans=2(不是无穷大),返回结果 2。

    时间复杂度 & 空间复杂度 1. 时间复杂度

    • 右指针从头到尾遍历数组一次,共执行 n 次(n 为数组长度)

  • • 左指针只会向右移动,不会回退,整个过程最多执行 n 次

  • • 哈希表的增、删、查操作都是O(1)常数时间

  • • 总时间复杂度:O(n)(线性时间),能高效处理 10万 长度的数组

    2. 额外空间复杂度

    • 仅使用了一个哈希表cnt存储窗口内的不同元素

  • • 哈希表的最大存储量 = 数组中不同元素的个数

  • • 总额外空间复杂度:O(n)(最坏情况数组元素全不同)

    总结

    1. 执行过程:右指针扩展窗口累加不同元素和,满足条件后左指针收缩窗口,同步记录最小长度;

  • 2. 时间复杂度:O(n),适合大数据量;

  • 3. 额外空间复杂度:O(n),用于存储窗口内元素计数。

    Go完整代码如下:

    package main

    import (
    "fmt"
    "math"
    )

    func minLength(nums []int, k int)int {
    cnt := map[int]int{}
    sum := 0
    left := 0
    ans := math.MaxInt

    for i, x := range nums {
    // 1. 入
    cnt[x]++
    if cnt[x] == 1 {
    sum += x
    }

    for sum >= k {
    // 2. 更新答案
    ans = min(ans, i-left+1)

    // 3. 出
    out := nums[left]
    cnt[out]--
    if cnt[out] == 0 {
    sum -= out
    }
    left++
    }
    }

    if ans == math.MaxInt {
    return-1
    }
    return ans
    }

    func main() {
    nums := []int{2, 2, 3, 1}
    k := 4
    result := minLength(nums, k)
    fmt.Println(result)
    }

    2026-05-09:不同元素和至少为 K 的最短子数组长度。用go语言,给定一个整数数组 nums 和一个整数 k。你需要在数组中找一个连续的非空子

    Python完整代码如下:

    # -*-coding:utf-8-*-

    import math

    defminLength(nums, k):
    cnt = {}
    sum_val = 0
    left = 0
    ans = math.inf

    for i, x inenumerate(nums):
    # 1. 入
    cnt[x] = cnt.get(x, 0) + 1
    if cnt[x] == 1:
    sum_val += x

    while sum_val >= k:
    # 2. 更新答案
    ans = min(ans, i - left + 1)

    # 3. 出
    out_val = nums[left]
    cnt[out_val] -= 1
    if cnt[out_val] == 0:
    sum_val -= out_val
    left += 1

    if ans == math.inf:
    return -1
    return ans

    if __name__ == "__main__":
    nums = [2, 2, 3, 1]
    k = 4
    result = minLength(nums, k)
    print(result)

    2026-05-09:不同元素和至少为 K 的最短子数组长度。用go语言,给定一个整数数组 nums 和一个整数 k。你需要在数组中找一个连续的非空子

    C++完整代码如下:

    #include  
    
    #include
    #include
    #include
    #include

    usingnamespace std;

    int minLength(vector& nums, int k) {
    unordered_map cnt;
    int sum = 0;
    int left = 0;
    int ans = INT_MAX;

    for (int i = 0; i < nums.size(); i++) {
    int x = nums[i];

    // 1. 入
    cnt[x]++;
    if (cnt[x] == 1) {
    sum += x;
    }

    while (sum >= k) {
    // 2. 更新答案
    ans = min(ans, i - left + 1);

    // 3. 出
    int out_val = nums[left];
    cnt[out_val]--;
    if (cnt[out_val] == 0) {
    sum -= out_val;
    }
    left++;
    }
    }

    if (ans == INT_MAX) {
    return-1;
    }
    return ans;
    }

    int main() {
    vector nums = {2, 2, 3, 1};
    int k = 4;
    int result = minLength(nums, k);
    cout << result << endl;
    return0;
    }

    2026-05-09:不同元素和至少为 K 的最短子数组长度。用go语言,给定一个整数数组 nums 和一个整数 k。你需要在数组中找一个连续的非空子

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