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Java 中滑动窗口问题里 if 与 while 的关键区别:何时收缩窗口

花韻仙語

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发布时间:2026-01-06 12:51:01

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Java 中滑动窗口问题里 if 与 while 的关键区别:何时收缩窗口

本教程解析 leetcode 题“最多翻转 k 个 0 得到最长连续 1 子数组”中,为何用 `while (current > k)` 收缩左边界是正确的逻辑,而误写为 `if` 会导致结果错误;核心在于窗口合法性维护的时机与完整性。

在滑动窗口算法中,for 循环扩展右边界(right),而窗口的合法性约束(即 current k 时,应持续收缩左边界直到窗口重新合法,而非仅收缩一步。

❌ 错误写法:if (current > k) —— 收缩不足

if (current > k) {
    if (nums[left] == 0) current--;
    left++;
}

该逻辑每次最多移动 left 一位。但 current 可能远超 k(例如 k=1,而窗口内已有 5 个 0),此时仅移出一个 0 并不能使 current 仍包含过多 0 的无效窗口计算长度,导致结果偏大(高估连续 1 的潜力)或波动(因窗口未稳定合法)。

✅ 正确写法:while (current > k) —— 收缩至合法

while (current > k) {
    if (nums[left] == 0) current--;
    left++;
}

该循环确保:只要窗口内 0 的数量超过 k,就持续左移 left,逐个剔除元素(遇 0 则 current--),直至 current 最短的、以 right 为右端点的合法窗口,right - left + 1 才真正代表「以当前 right 结尾、满足翻转约束的最长有效子数组长度」。

⚠️ 还有一个关键修复:ans 更新方式

原 while 版代码中遗漏了 Math.max():

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// 错误(覆盖式赋值):
ans = right - left + 1;

// 正确(取历史最大值):
ans = Math.max(ans, right - left + 1);

因为滑动窗口中,right - left + 1 是当前合法窗口长度,但最大值可能出现在之前的某个 right 位置。若每次都直接赋值,会丢失历史最优解。

✅ 完整正确实现(含注释)

class Solution {
    public int longestOnes(int[] nums, int k) {
        int zeros = 0;      // 当前窗口内 0 的个数
        int left = 0;
        int maxLen = 0;

        for (int right = 0; right < nums.length; right++) {
            if (nums[right] == 0) zeros++;

            // 持续收缩左边界,直到窗口内 0 的数量 ≤ k
            while (zeros > k) {
                if (nums[left] == 0) zeros--;
                left++;
            }

            // 此时 [left, right] 是合法窗口,更新最大长度
            maxLen = Math.max(maxLen, right - left + 1);
        }
        return maxLen;
    }
}

? 总结:if vs while 的本质差异

场景 if while
语义 “如果超限,尝试收缩一次” “只要超限,就持续收缩直到不超限”
适用性 仅适用于每次扩展最多引入 1 个非法元素,且单次收缩必恢复合法(如某些双指针计数题) 通用滑动窗口合法性保障机制,适配任意增量突变
本题要求 ❌ 不满足:nums[right] 为 0 时 zeros 增加 1,但此前 zeros 可能已达 k+2、k+3… 仅减 1 不够
时间复杂度 O(n)(每个元素最多进出窗口一次) 同样 O(n):left 单调递增,总移动次数 ≤ n

因此,while 不是“多此一举”,而是滑动窗口维持不变量(zeros ≤ k)的必要保障;而 if 在此题中属于逻辑漏洞,会导致窗口长期处于非法状态,最终答案失真。

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