给定一个字符串s,请计算输出含有连续两个s作为子串的最短字符串

本文介绍了如何计算输出含有连续两个给定字符串s作为子串的最短字符串。通过从特殊到一般的思路,证明了最短字符串长度大于原始字符串长度,并提供了O(n)复杂度的Java解决方案。

题目描述:给定一个字符串s,请计算输出含有连续两个s作为子串的最短字符串

思路:
  1. 从特殊到一般
    abc -> abcabc,aba -> ababa,aaa -> aaaa,abcdab -> abcdabcdab
  2. 论证确实是寻找包含s中最后一个字符的s的子串与包含s中第一个字符的s的子串相等的最长子串。
  • 显然result.length > s.length
  • abcdab -> abcdabcd 不能是 abcdabcddc非最短字符串
  1. 证明
  • 若result[0…r]为输出的最短字符串,
    因r <= s.length时,不可能出现两个s作为子串,
    则r > s.length。
  • 其他证明略,比较明显。

伪代码:

java代码
  /**
     * 题目:给定一个字符串s,请计算输出含有连续两个s作为子串的最短字符串
     * e.g:1. 输入abc,输出abcabc  2. 输入abcdab,输出abcdabcd,3. 输入aaa,输出aaaa
     * @param s
     * @return result
     */
    private static char[] solution01(char[] s) {
        int length = s.length;
        // 记录上一次迭代s(0...i-1)字符串头尾有相同的字符串的字符个数
        int dp = 0;
        int i = 1;
        while (i < length) {
            if (s[dp] == s[i]
计算字符串中不含有重复字符的子串的长度,可以采用滑动窗口的方法来高效解决这一问题。滑动窗口的核心思想是通过维护一个窗口,确保窗口内的字符不重复,并根据条件动态调整窗口的起始位置和结束位置。 以下是一个 Python 实现的示例代码: ```python def calculate_longest_substring_length(s): num = len(s) if num == 0: return 0 char_index = {} # 存储字符后一次出现的位置 left = 0 # 滑动窗口的左边界 max_length = 0 # 子串长度 for right in range(num): if s[right] in char_index and char_index[s[right]] >= left: left = char_index[s[right]] + 1 # 更新左边界 char_index[s[right]] = right # 更新字符的后一次出现位置 max_length = max(max_length, right - left + 1) # 更新子串长度 return max_length ``` 在上述代码中,通过字典 `char_index` 来记录每个字符后一次出现的索引值。当发现当前字符已经在窗口中出现过时,则将窗口的左边界 `left` 更新为该字符上次出现位置的下一个索引值,从而保证窗口内的字符不重复[^2]。 此外,还可以通过集合(如 `HashSet`)来维护窗口中的字符,以实现滑动窗口的另一种变体。这种方式通过遍历字符串并逐步扩展窗口的右边界,同时在遇到重复字符时移动窗口的左边界来确保窗口内无重复字符[^4]。 ### 示例分析 以输入字符串 `"abcabcbb"` 为例,算法会维护一个滑动窗口,逐步调整窗口的左右边界,终找到长的不重复子串 `"abc"`,其长度为 3[^1]。 ### 总结 滑动窗口是一种高效解决此类问题的方法,时间复杂度为 O(n),其中 n 是字符串的长度。这种方法通过动态调整窗口的边界,确保窗口内始终不包重复字符,从而找到子串的长度。
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