算法练习:无重复字符的最长子串(滑动窗口)

一.前言

今天遇到了这种找出无重复字符的最长子串的算法题,小编思来想去依旧没有想到有什么好方法,直到看到了大佬的算法,极为震撼,想写篇博客,记录下来。

题目如下:给出一组字符串,如 s = “ adsjkhf ”,返回值为7,s = “abb”,返回值为2,s = “aab”,返回值为2。请判断此字符串中无重复字符的最长子串。

二.补充

Java HashMap中的方法:

get() 方法获取指定 key 对应对 value:map.get(key)

put() 方法将指定的键/值对插入到 HashMap 中:map.put(key,value)

containsKey()方法如果 map 中存在指定的 key 对应的映射关系返回 true,否则返回 false。

三.题解

本题主要通过滑动窗口的思想解决。那么什么是滑动窗口呢?其实就是类似于两个前后指针,两个指针不断向后移,我们只关注指针中间的数,最后返回指针中间的元素的个数。

(1) 分析

我们先定义一个map容器用于存放字符串中的每个字符,然后从字符串的第一个字符a开始( i = 0 )开始找,此时map里面是没有这个元素的,因此我们把a存放进map中,继续执行此操作直到出现map中有相同的字符,此时只需把left指针指向相同元素的后一位,两个指针中间的部分就是不重复字符的子串,此时这个子串的长度就为i - left + 1。我们只需要用这个方法往后看去(随着i增加,即后指针向后指去),寻找是否有比当前子串长度更大的,若遇到则将现在的长度替换即可。

注意:字符串可能是这样的 --> “ abbac”。按照我们的方法,会先将ab存入到我们的map当中,此时left = 0,当i=2时,由于map中已经有b,因此left将等于get(b) + 1 = 2。随后i指针向后指去又遇到map已有元素a,按照前面的算法,此刻left = get(a) + 1 = 1,但实际上left不会变,仍然等于2,因此在求left值时总应该取最大的那个。

(2) 代码详解

public int lengthOfLongestSubstring(String s) {

       int maxLen = 0;//记录最长的的无重复字符串的长度

        int left = 0;//前指针

        HashMap<Character,Integer> map = new HashMap<>();

        for (int i=0;i<s.length();i++){

            if (map.containsKey(s.charAt(i))){    //若map中有此元素则执行下面代码

                left = Math.max(left,map.get(s.charAt(i))+1);  //上面已经解释,此处应一直取较大的left

            }

            map.put(s.charAt(i),i);       //将s中的第i个元素存入map中

            maxLen = Math.max(maxLen,i -left + 1);  //maxLen即为两个指针中间的元素个数

        }

        return maxLen;

    }

   (3) 图解


最初left=0,i=0,map中无任何元素,此时map中将添加a字符
此时i=1,map中将添加b字符
此时i=2,map中将添加c字符
此时i=3,检测到map中已有a,left将指向到map中的a的后一位b

以此类推遍历完字符串直到 i = s.length(),返回最后的maxLen即为最终答案。



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