3.無重復字符的最長子串Java版,每日一題系列(此題來自力扣網)

給定一個字符串,請你找出其中不含有重復字符的 最長子串 的長度。

示例 1:

輸入: "abcabcbb" 輸出: 3 解釋: 因為無重復字符的最長子串是 "abc",所以其長度為 3。

示例 2:

輸入: "bbbbb" 輸出: 1 解釋: 因為無重復字符的最長子串是 "b",所以其長度為 1。

示例 3:

輸入: "pwwkew" 輸出: 3 解釋: 因為無重復字符的最長子串是 "wke",所以其長度為 3。

請注意,你的答案必須是 子串 的長度,"pwke" 是一個子序列,不是子串。

方法一:滑動窗口

思路和算法

我們先用一個例子來想一想如何在較優的時間復雜度內通過本題。

我們不妨以示例一中的字符串abcabcbb為例,找出從每一個字符開始的,不包含重復字符的最長子串,那么其中最長的那個字符串即為答案。對于示例一中的字符串,我們列舉出這些結果,其中括號中表示選中的字符以及最長的字符串。

  • 以 (a)bcabcbb開始的最長字符串為 (abc)abcbb;

  • 以 a(b)cabcbb開始的最長字符串為 a(bca)bcbb;

  • 以 ab(c)abcbb開始的最長字符串為 ab(cab)cbb;

  • 以 abc(a)bcbb開始的最長字符串為 abc(abc)bb;

  • 以 abca(b)cbb開始的最長字符串為 abca(bc)bb;

  • 以 abcab(c)bb開始的最長字符串為 abcab(cb)b;

  • 以 abcabc(b)b開始的最長字符串為 abcabc(b)b;

  • 以 abcabcb(b)開始的最長字符串為 abcabcb(b)。

發現了什么?如果我們依次遞增地枚舉子串的起始位置,那么子串的結束位置也是遞增的!這里的原因在于,假設我們選擇字符串中的第K個字符作為起始位置,并且得到了不包含重復字符的最長子串的結束位置為rk。那么當我們選擇第k+1個字符作為起始位置時,首先從k+1到rk的字符顯然是不重復的,并且由于少了原本的第k個字符,我們可以嘗試繼續增大rk,直到右側出現了重復字符為止。

這樣以來,我們就可以使用[滑動窗口來解決這個問題了:

  • 我們使用兩個指針表示字符串的某個子串(的左右邊界)。其中左指針代表著上文中[枚舉子串的其實位置],而右指針即為上文中rk;

  • 在每一步的操作中,我們會將左指針向右移動一格,表示我們開始枚舉下一個字符作為起始位置,然后我們可以不斷地向有移動有指針,但需要保證這兩個指針對應的子串中沒有重復的字符。在移動結束后,這個子串就對應著以左指針開始的,不包含重復字符的最長子串。我們記錄下這個子串的長度;

  • 在枚舉結束后,我們找到的最長的子串的長度即為答案。

判斷重復字符

在上面的流程中,我們還需要使用一種數據結構來判斷是否有重復的字符,常用的數據結構為哈希集合(即Java中的HashSet)。在左指針向右移動的時候,我們從哈希集合中移動一個字符,在有指針向右移動的時候,我們網哈希集合中添加一個字符。

至此,我們就完美解決了本題。

class Solution {
   public int lengthOfLongestSubstring(String s) {
       // 哈希集合,記錄每個字符是否出現過
       Set<Character> occ = new HashSet<Character>();
       int n = s.length();
       // 右指針,初始值為 -1,相當于我們在字符串的左邊界的左側,還沒有開始移動
       int rk = -1, ans = 0;
       for (int i = 0; i < n; ++i) {
           if (i != 0) {
               // 左指針向右移動一格,移除一個字符
               occ.remove(s.charAt(i - 1));
          }
           while (rk + 1 < n && !occ.contains(s.charAt(rk + 1))) {
               // 不斷地移動右指針
               occ.add(s.charAt(rk + 1));
               ++rk;
          }
           // 第 i 到 rk 個字符是一個極長的無重復字符子串
           ans = Math.max(ans, rk - i + 1);
      }
       return ans;
  }
}

作者:LeetCode-Solution 鏈接:https://leetcode-cn.com/problems/longest-substring-without-repeating-characters/solution/wu-zhong-fu-zi-fu-de-zui-chang-zi-chuan-by-leetc-2/ 來源:力扣(LeetCode) 著作權歸作者所有。商業轉載請聯系作者獲得授權,非商業轉載請注明出處。