3. 无重复字符的最长子串

LeetCode 3. 无重复字符的最长子串

Posted by Twany on July 16, 2019

题目描述

给定一个字符串,请你找出其中不含有重复字符的 最长子串 的长度。

示例 1:

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输入: "abcabcbb"
输出: 3 
解释: 因为无重复字符的最长子串是 "abc",所以其长度为 3。

示例 2:

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3
输入: "bbbbb"
输出: 1
解释: 因为无重复字符的最长子串是 "b",所以其长度为 1。

示例 3:

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输入: "pwwkew"
输出: 3
解释: 因为无重复字符的最长子串是 "wke",所以其长度为 3。
     请注意,你的答案必须是 子串 的长度,"pwke" 是一个子序列,不是子串。

思路

暴力法

太过残暴,略过不提

滑动窗口

  1. 对于一个字符串,我们创建两个指针 ij 和set集合来存放不同字符串
  2. 依次遍历字符串,并检验set集合是否已存在此字符串
    1. 不存在:将此字符串添加到集合中,继续向下遍历。并比较此时最长子字符串的长度
    2. 存在:删除重复元素,i++递加,直至删除重复元素
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class Solution {
    public int lengthOfLongestSubstring(String s) {        
        int length = s.length();    //字符串长度
        int ans = 0;    //最长子字符长度
        //滑动窗口
        int i=0;
        int j=0;
        
        //用来存放不同的子字符串
        Set<Character> set = new HashSet<>();
        
        while(i < length && j < length)
        {
            //滑动窗口内 不含有 j元素
            if(!set.contains(s.charAt(j)))
            {
                //添加新元素j
                set.add(s.charAt(j++));
                
                //更新最长子字符长度(将新的ans和旧的对比)
                ans = Math.max((j-i),ans);
            }else{  // 含有 j元素
                set.remove(s.charAt(i++));
            }
        }
        return ans;
    }
}

优化的滑动窗口

为什么排名还是这么靠后呢?一定还有可以大改进的地方。

对上述方法进行时间复杂度分析,可以得出最坏结果为 o(2n)

事实上,它可以被进一步优化为仅需要 n 个步骤。我们可以定义字符到索引的映射,而不是使用集合来判断一个字符是否存在。 当我们找到重复的字符时,我们可以立即跳过该窗口。

也就是说,如果 s[j][i, j)[i,j) 范围内有与 j' 重复的字符,我们不需要逐渐增加 i。 我们可以直接跳过 [i,j’] 范围内的所有元素,并将 i 变为 j' + 1

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public class Solution {
    public int lengthOfLongestSubstring(String s) {
        int n = s.length(), ans = 0;
        Map<Character, Integer> map = new HashMap<>(); // current index of character
        // try to extend the range [i, j]
        for (int j = 0, i = 0; j < n; j++) {
            if (map.containsKey(s.charAt(j))) {
                i = Math.max(map.get(s.charAt(j)), i);
            }
            ans = Math.max(ans, j - i + 1);
            map.put(s.charAt(j), j + 1);
        }
        return ans;
    }
}