最长不含重复字符的子字符串

题目来源

请从字符串中找出一个最长的不包含重复字符的子字符串,计算该最长子字符串的长度。

示例 1:

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:

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:

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:dp
dp[i]表示以s[i]结尾的最长不重复子串的长度
设dp[i-1]=k
如果在s[i-k]....s[i-1]中都不存在s[i],dp[i]=dp[i-1]+1
如果在s[i-k]....s[i-1]中存在s[j]=s[i],dp[i]=i-j

在遍历过程中用一个变量max记录整个串不重复子串的最大长度
判断s[i-k]....s[i-1]中存不存在s[j]=s[i],需要再往前搜索

public int lengthOfLongestSubstring(String s) {
    if(s==null||s.equals("")){
        return 0;
    }
    int[] dp=new int[s.length()];
    dp[0]=1;
    int max=1;
    for (int i = 1; i < dp.length; i++) {
        for (int j = i-1; j >=i-dp[i-1] ; j--) {
            if(s.charAt(i)==s.charAt(j)){
                dp[i]=i-j;
                break;
            }
            if(j==i-dp[i-1]){
                dp[i]=dp[i-1]+1;
            }
        }
        max=Math.max(max,dp[i]);
    }
    return max;
}

时间复杂度O(n2),空间复杂度O(n)

优化:
时间:采用哈希表,用来记录字符在串中最后出现的位置,可以避免向前搜索
空间:不需要dp数组,只需要用一个变量记录上一个位置的最大长度

public int lengthOfLongestSubstring(String s) {
    if(s==null||s.equals("")){
        return 0;
    }
    int[] map=new int[128];
    Arrays.fill(map,-1);//-1表示未出现
    map[s.charAt(0)]=0;
    int max=1;
    int temp=1;//前一个位置最大长度
    for (int i = 1; i < s.length(); i++) {
        int index=map[s.charAt(i)];
        map[s.charAt(i)]=i;//记录或更新位置
        if(index==-1){
            temp++;//由于字符还没有出现过,当前长度可以根据上一个位置的长度加1
        } else {
            if(temp<i-index){
                temp++;//相当于字符上次出现的位置不在搜索的范围内,直接加1就是,考虑abba 最后一个a的位置
            } else {
                temp=i-index;
            }
        }
        max=Math.max(max,temp);
    }
    return max;
}

时间复杂的O(n),空间复杂度O(1)

滑动窗口(双指针法)
滑动窗口中维护着不重复的子串,滑动窗口的长度即为不重复子串的长度
两个指针low,high,分别表示滑动窗口的开始和结束位置
每次循环high++
如果在滑动窗口中出现了s[high],找到s[high]最后出现的位置j,并将low=j+1
如果在滑动窗口中没有出现s[high],一切正常
在遍历过程中不断更新最大长度

public int lengthOfLongestSubstring(String s) {
    if(s==null||s.equals("")){
        return 0;
    }
    int max=1;
    int low=0;
    int high=1;
    while (high<s.length()){
        int index = s.substring(low, high).lastIndexOf(s.charAt(high));
        if(index>=0){
            low+=index+1;
        }
        high++;
        max=Math.max(max,high-low);
    }
    return max;
}

时间复杂度O(n2),空间复杂度O(1)

用哈希表优化滑动窗口

public int lengthOfLongestSubstring(String s) {
    if(s==null||s.equals("")){
        return 0;
    }
    int max=1;
    int low=0;
    int high=1;
    int[] map=new int[128];
    Arrays.fill(map,-1);
    map[s.charAt(0)]=0;
    while (high<s.length()){
        int index = map[s.charAt(high)];
        map[s.charAt(high)]=high;
        if(index>=0){
            low=Math.max(low,index+1);
        }
        high++;
        max=Math.max(max,high-low);
    }
    return max;
}

时间复杂的O(n),空间复杂度O(1)

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