LeetCode（3.无重复字符的最长子串[中等]）—滑动窗口（双指针）

最长无重复字符子串：暴力法与滑动窗口优化

最新推荐文章于 2024-08-20 09:32:28 发布

原创最新推荐文章于 2024-08-20 09:32:28 发布 · 192 阅读

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#算法 #c++

本文探讨了解决字符串中无重复字符最长子串问题的两种方法：暴力法与滑动窗口技巧。通过实例和代码演示，优化了查找过程，减少重复计算。重点在于理解如何利用数组（散列）避免重复子串查找，并揭示了使用双指针技巧的高效性。

题目

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。

题目解析及优化

暴力法

看到题目最先想到的还是暴力法，寻找以每个字符开头的无重复字串字串，取最长长度。
- 从头开始遍历，以每个字符开头寻找；
- 确定字串的开头字符之后，向后遍历，如果下一个字符与已有的串不重复，则添加到子串中，如果有重复或者到结尾，结束此次遍历，更新最大长度。
- 转向寻找以下一个字符开头的无重复字串。
思路很简单，根据第一题中的技巧，当寻找某一元素在某个集合中是否出现，最好用的是map，在这里我们借鉴这种思路，以数组来存储某个元素是否出现过。

代码如下：
```
class Solution {
public:
    int lengthOfLongestSubstring(string s) {
        int l = s.length();
        int ans = 0;
        int table[128];
        for(int i = 0;i<l;i++){
            //每次进入都需要初始化一次
            fill(table,table+128,0);
            table[s[i]] = 1;
            //将j定义在外部方便记录
            int j = i+1;
            for(;j<l;j++){
                if(table[s[j]]==1){
                    break;
                }
                table[s[j]]=1;
            }
            //更新答案
            if(j-i>ans){
                ans=j-i;
            }
        }
        return ans;
    }
};
```
滑动窗口（双指针）

对上面的暴力法解决之后，仔细思考一下，其实里面可能会有很多重复的部分，比如“abcdefaeeee”的时候，从a开始，最长字串是“abcdef”，然后从b开始，最长的字串是“bcdefa”，其中"bcdef"就判断了两次是否为含重复字符的字串。面对重复计算的子问题，正常的动态规划在这里不好使，当增添一个字符的时候，对已有的判断时会有影响的。

在这里插入图片描述

回到上面的例子“abcdefaeeee”中，其实判断a开头和b开头，从a到b的过渡其实只需要更改一下table中的a即可。可以立即从第二个a开始判断开始判断。

在这里插入图片描述

代码如下：

class Solution {
public:
    int lengthOfLongestSubstring(string s) {
        int l = s.length();
        int ans = 0;
        int table[128];
        //这里只需要初始化一次即可
        fill(table,table+128,0);
        int i = 0,j = 0;
        for(;i<l;i++){
            for(;j<l && table[s[j]]==0;j++){
                table[s[j]]=1;
            }
            if(j-i>ans){
                ans=j-i;
            }
            //在滑动窗口移动的时候要将前一位置为0
            table[s[i]]=0;
        }
        return ans;
    }
};