leetcode笔记-3.无重复字符的最长子串 - CrowFea

0.问题描述

给定一个字符串，找出不含有重复字符的最长子串的长度。

示例 1:

输入:

1

"abcabcbb"

输出:

1

3

解释: 无重复字符的最长子串是 “abc”，其长度为 3。

示例 2:

输入:

1

"bbbbb"

输出:

1

1

解释: 无重复字符的最长子串是 “b”，其长度为 1。

示例 3:

输入:

1

"pwwkew"

输出:

1

3

解释: 无重复字符的最长子串是 “wke”，其长度为 3。
请注意，答案必须是一个子串，“pwke” 是一个子序列 而不是子串。

1.问题分析

看到这道题的时候想到了是使用哈希表来做，这样就可以在线性时间内完成查重，然鹅这道题还是看了解答emmm。

给了我们一个字符串，让我们求最长的无重复字符的子串，注意这里是子串，不是子序列，所以必须是连续的。从人脑的角度出发，如果给一个例子"abcacbacas"，让你手动找无重复字符的子串，该怎么找？一个字符一个字符的遍历，比如a，b，c，然后又出现了一个a，那么此时就应该去掉第一次出现的a，然后继续往后，又出现了一个c，则应该去掉一次出现的c，以此类推，最终发现最长的长度为3。

一开始的思路是记录下所有字母的位置，但是由于字母会重复，这么做的意义其实不大，而且还会混乱。进一步考虑，由于字符会重复出现，到底是保存所有出现的位置呢，还是只记录一个位置？

我们之前手动推导的方法实际上是维护了一个滑动窗口，窗口内的都是没有重复的字符，我们需要尽可能的扩大窗口的大小。由于窗口在不停向右滑动，所以我们只关心每个字符最后出现的位置，并建立映射。窗口的右边界就是当前遍历到的字符的位置，为了求出窗口的大小，我们需要一个变量left来指向滑动窗口的左边界，这样，如果当前遍历到的字符从未出现过，那么直接扩大右边界，如果之前出现过，那么就分两种情况：在或不在滑动窗口内，如果不在滑动窗口内，那么就没事，当前字符可以加进来，如果在的话，就需要先在滑动窗口内去掉这个已经出现过的字符了，去掉的方法并不需要将左边界left一位一位向右遍历查找，由于我们的HashMap已经保存了该重复字符最后出现的位置，所以直接移动left指针就可以了。我们维护一个结果res，每次用出现过的窗口大小来更新结果res，就可以得到最终结果了。

也可以

建立一个256位大小的整型数组来代替哈希表，这样做的原因是ASCII表共能表示256个字符，所以可以记录所有字符，然后我们需要定义两个变量res和left，其中res用来记录最长无重复子串的长度，left指向该无重复子串左边的起始位置，然后我们遍历整个字符串，对于每一个遍历到的字符，如果哈希表中该字符串对应的值为0，说明没有遇到过该字符，则此时计算最长无重复子串，i - left +１，其中ｉ是最长无重复子串最右边的位置，left是最左边的位置，还有一种情况也需要计算最长无重复子串，就是当哈希表中的值小于left，这是由于此时出现过重复的字符，left的位置更新了，如果又遇到了新的字符，就要重新计算最长无重复子串。最后每次都要在哈希表中将当前字符对应的值赋值为i+1。

3.代码

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class  {
public:
	int lengthOfLongestSubstring(string s) {
		int m[256]={0}, i,left=0,res=0;
		for (i = 0; i < s.size(); i++) {
			if (m[s[i]] == 0||m[s[i]]<left) {
				if (res < i - left + 1) {
					res = i - left + 1;
				}
			}
			else {
				left = m[s[i]];
			}
			m[s[i]] = i + 1;
		}
		return res;
	}
};

这里解释下程序中那个if条件语句中为啥要有个m[s[i]] < left，我们用一个例子来说明，当输入字符串为"abbca"的时候，当i=4时，也就是即将要开始遍历最后一个字母a时，此时哈希表中a对应1，b对应3，c对应4，left为2，即当前最长的子字符串的左边界为第二个b的位置，而第一个a已经不在当前最长的字符串的范围内了，那么对于i=4这个新进来的a，应该要加入结果中，而此时未被更新的哈希表中a为1，不是0，如果不判断它和left的关系的话，就无法更新结果，那么答案就会少一位，所以需要加m[s[i]] < left。

4.精简代码

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class  {
public:
    int lengthOfLongestSubstring(string s) {
        vector<int> m(256, -1);
        int res = 0, left = -1;
        for (int i = 0; i < s.size(); ++i) {
            left = max(left, m[s[i]]);
            m[s[i]] = i;
            res = max(res, i - left);
        }
        return res;
    }
};

那么最后用心心念念的哈希表来做一下：

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class  {
public:
    int lengthOfLongestSubstring(string s) {
        int res = 0, left = 0, i = 0, n = s.size();
        unordered_map<char, int> m;
        for (int i = 0; i < n; ++i) {
            left = max(left, m[s[i]]);
            m[s[i]] = i + 1;
            res = max(res, i - left + 1);
        }
        return res;
    }
};

5.Java解法

Java解法一样采用c++的思路求解，个人感觉java的方法确实是真的麻烦…

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class  {
    public int lengthOfLongestSubstring(String s) {
        int n = s.length();
        int maxLen = 0;
        HashMap<Character, Integer> map = new HashMap<>();
        for(int i = 0, j = 0; j < n; j++){
            if(map.containsKey(s.charAt(j)))
                i = Math.max(i, map.get(s.charAt(j)));
            maxLen = Math.max(maxLen, j-i+1);
            map.put(s.charAt(j),j+1);
        }
        return maxLen;
    }
}

6.Python解法

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class :
    def lengthOfLongestSubstring(self, s: str) -> int:
        st={}
        i,ans=0,0
        for j in range(len(s)):
            if s[j] in st:
                i=max(i,st[s[j]])
            ans=max(ans,j-i+1)
            st[s[j]]=j+1
        return ans

原文:大专栏  leetcode笔记-3.无重复字符的最长子串 - CrowFea