无重复字符的最长子串

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:

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。

来源:力扣(LeetCode)

链接:https://leetcode-cn.com/problems/longest-substring-without-repeating-characters

题解:

该题我们可以利用快慢指针以及集合来解决。

题目要求的最长无重复子串有两个重要的特性:1.字符无重复;2.字符串连续;

从第一个特性我们可以大概想到可以利用具有唯一性的Set或者Map这两种数据结构来解决问题,这里我们不妨使用集合,用来存放当前子串的各个字符。从第二个特性我们可以想到,因为子串是连续的子序列,所以我们可以用两个指针来指向子串的首尾字符。慢指针指向子串第一个字符,快指针用来指向末尾。

一开始两个指针都指向第一个字符,我们将这个字符放入集合,当前无重复子串长度为1,最大无重复子串长度也为1。然后我们开始移动快指针,让它指向下一个字符,这时我们借助集合来判断当前字符是否已在子串中存在。这时有两种情况,如果不存在,则说明当前快指针指向的这个字符是可以加入子串的,子串长度加一,同时更新最大长度;如果存在,则说明已经重复,这时我们需要将第一个字符从子串的左边去掉,子串长度减一,同时将快指针指向的字符加入子串右边,子串长度加一。

这里我们讨论下更一般的情况,假设当前子串已经具有一定长度了,快指针从当前位置(子串最后一个字符)向后移动一位,我们开始考察一个新的字符,这时会有两种可能,第一种情况,新字符在子串中不存在(即在集合中未找到该字符),则将该字符加入子串,构成一个新的更长的子串,子串长度加一,同时判断最长长度是否需要更新;第二种情况,新字符在子串中的某个位置t存在,那么我们需要将子串中从首字符到t这段字符串删除,将剩下的字符串与新字符一起构成新子串,新子串长度为旧子串长度减去去除的字符个数加一。接下来继续移动快指针直到最后一个字符。

代码实现(C++、Go):

C++实现:

class Solution {

public:

    int lengthOfLongestSubstring(string s) {

        // 最长子串长度

        int maxLength = 0;

        // 当前子串长度

        int currLength = 0;

        // 字符集合

        set<char> charSet;

        for (int fast = 0, slow = 0; fast < s.length(); ++fast) {

            // 集合中未找到字符则加入

            if(charSet.find(s[fast]) == charSet.end()) {

                charSet.insert(s[fast]);

                ++currLength;

                if (currLength > maxLength) {

                    maxLength = currLength;

                }

            // 如果集合中已存在字符串,则移动慢指针直到去除重复的字符,重新构成新的子串

            } else {

                while (s[slow] != s[fast]) {

                    charSet.erase(s[slow]);

                    --currLength;

                    ++slow;

                }

                ++slow;

            }

        }

        return maxLength;

    }

};

Go实现:

func lengthOfLongestSubstring(s string) int {

    var maxLength = 0

    var count = len(s)

    charMap := make(map[uint8]int)


    for i, j := 0, 0; i < count; i++ {

        index, ok := charMap[s[i]]

        if ok {

            // 如果找到则将该字符,则保证慢指针在重复字符之后

            if index + 1 > j {

                j = index + 1

            }

        } 

        charMap[s[i]] = i

        if i - j + 1 > maxLength {

            maxLength = i - j + 1

        }

    }

    return maxLength

}

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