【双指针】最长不重复子串

题解：最长不重复子串

题目传送门

点击跳转至题目页面

一、题目重述

给定一个字符串 s，请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：最长无重复字符子串是"abc"，长度为3

示例2：
输入：“abcdeff”
输出：6
解释：最长无重复字符子串是"abcdef"，长度为6

二、题目分析

本题需要在一个字符串中找到最长的连续子串，该子串中所有字符都不重复。关键在于如何高效地判断和处理重复字符。

三、解题思路

使用**滑动窗口（双指针）**算法：

1. 维护一个窗口（由左右指针l和r界定）
2. 使用哈希集合存储当前窗口中的字符
3. 当遇到重复字符时，移动左指针直到消除重复
4. 始终保持窗口内无重复字符，并记录最大窗口大小

四、算法讲解

算法原理

滑动窗口算法适用于解决数组/字符串的子区间问题。通过动态调整窗口的左右边界，可以在O(n)时间内解决问题。

使用场景

• 需要寻找满足条件的连续子区间
• 通常用于字符串或数组问题
• 特别适合"最长无重复"这类问题

实现步骤

1. 初始化左指针l=0和结果ans=0
2. 右指针r从0开始遍历字符串
3. 如果当前字符s[r]在集合中：
   • 从集合中移除s[l]
   • 左指针l右移
4. 将s[r]加入集合
5. 更新最大长度ans

示例解析

以**“abcabcbb”**为例：

• 初始：l=0, ans=0
• r=0(‘a’): 加入集合，ans=1
• r=1(‘b’): 加入集合，ans=2
• r=2(‘c’): 加入集合，ans=3
• r=3(‘a’): 重复，移除s0，l=1
• r=4(‘b’): 重复，移除s1，l=2
• …
• 最终ans=3

五、代码实现

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
string s;

int main()
{
    cin >> s;
    unordered_set<char> st;  // 用于存储当前窗口中的字符
    int l = 0, ans = 0;      // l是左指针，ans记录最大长度
    
    for (int r = 0; r < s.size(); r ++)  // r是右指针，遍历字符串
    {
        // 当发现重复字符时，移动左指针直到消除重复
        while (st.find(s[r]) != st.end())
        {
            st.erase(s[l]);  // 从集合中移除左指针字符
            l ++;            // 左指针右移
        }
        st.insert(s[r]);      // 将当前字符加入集合
        ans = max(ans, r - l + 1);  // 更新最大长度
    }
    cout << ans <<"\n";
    
    return 0;
}

六、代码重点细节解释

1. unordered_set st：哈希集合，用于O(1)时间判断字符是否存在
2. 双指针l和r：维护滑动窗口的边界
3. while循环：处理重复字符的关键，确保窗口内无重复
4. ans更新：每次扩展右边界后计算当前窗口长度

七、复杂度分析

• 时间复杂度：O(n)，每个字符最多被访问两次（左右指针各一次）
• 空间复杂度：O(min(m,n))，m是字符集大小，最坏情况存储所有不同字符

八、关键点

1. 滑动窗口的动态调整
2. 哈希集合的快速查找
3. 重复字符的处理方式
4. 窗口长度的实时计算

九、总结

本题通过滑动窗口算法高效解决了最长无重复子串问题。关键在于：

• 使用哈希集合快速判断重复
• 动态调整窗口边界
• 实时更新最大长度

该算法思路清晰，实现简洁，是处理类似子串问题的经典方法。