leetcode - 无重复字符的最长子串 - 滑动窗口题目

本文深入探讨了滑动窗口算法在解决字符串问题中的应用,通过具体示例“无重复字符的最长子串”讲解了算法原理及实现过程,强调了双指针技巧和集合数据结构在提高效率方面的作用。
题型:

出现连续子串时,一般可能就需要用滑动窗口来解决

例题:

3.无重复字符串的最长子串

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
自己的思路:
  1. 使用暴力法时间复杂度o(n^2),所以思考其他方法
  2. Set 储存无序、不可重复的元素,是否可以用
解题思路:
  1. 使用两个指针,start指向开始字符,end指向结束字符。
  2. end指向的指与索引存在map<字符,索引>。
  3. end向后滑动,检查map中是否已经存在当前字符,若存在则修改start值,修改value值。
代码:
class Solution {
    public int lengthOfLongestSubstring(String s) {
        Map<Character, Integer> charMap = new HashMap<>();
        int ans = 0;
        for(int start = 0,end = 0; end < s.length(); end++){
            Character c = s.charAt(end);
            if(charMap.containsKey(c)){
                //此时c的value还未发生变化
                start = Math.max(start, charMap.get(c));
            }
            ans = Math.max(ans, end - start + 1);
            charMap.put(s.charAt(end), end + 1);

       }
       return ans;
    }
}
图解:
abcadab
start end123566
mapa
value1

abcadab
start12end566
mapabc
value123

start = max(map.get(c),start) //start指向重复元素的下一位

abcadab
0start2end566
mapabc
value423

如此循环…

反思:
  1. 对集合类的api函数不够熟悉
  2. 滑动窗口反思:两个指针滑动
  3. 为什么start要指向重复元素的下一位:例如baca此字符串中bac为最大子串,出现a时,若往后移一位依然重复,反而比目前最长子串要短。
相关题目:
  • 3.无重复字符的最长子串
  • 30.串联所有单词的子串
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  • 727.最小窗口子序列
### LeetCode '无重复字符长子' 的 Python 实现 此问题的目标是从给定字符中找到不包含任何重复字符的长子长度。以下是基于滑动窗口算法的一种高效解决方案。 #### 方法概述 通过维护一个动态窗口来跟踪当前无重复字符的子范围,可以有效地解决该问题。具体来说,利用哈希表记录每个字符近一次出现的位置,并调整窗口左边界以排除重复项。 #### 代码实现 以下是一个标准的 Python 解决方案: ```python def lengthOfLongestSubstring(s: str) -> int: char_index_map = {} # 存储字符及其新索引位置 max_length = 0 # 记录大子长度 start = 0 # 当前窗口起始位置 for i, char in enumerate(s): # 遍历字符 if char in char_index_map and char_index_map[char] >= start: # 如果发现重复字符,则更新窗口起点 start = char_index_map[char] + 1 char_index_map[char] = i # 更新或新增字符对应的索引 current_length = i - start + 1 # 当前窗口大小 max_length = max(max_length, current_length) # 更新大长度 return max_length ``` 上述代码的核心逻辑在于使用 `char_index_map` 来存储已访问过的字符以及它们后出现的位置[^1]。当遇到重复字符时,重新计算窗口的起始点并继续扩展窗口直到遍历结束[^2]。 对于输入 `"abcabcbb"`,执行过程如下: - 初始状态:`start=0`, `max_length=0` - 处理到第3个字符 `'c'` 之前未检测到重复,此时 `max_length=3` - 发现有重复字符 `'a'` 后移动窗口左侧至新位置,终返回结果为 `3`. 同样地,在处理像 `"bbbbb"` 这样的极端情况时也能正确得出答案为 `1`[^4]. #### 时间复杂度与空间复杂度分析 时间复杂度 O(n),其中 n 是字符长度;因为每个字符多被访问两次——加入和移除窗口各一次。 空间复杂度 O(min(m,n)) ,m 表示 ASCII 字符集大小 (通常固定为128), 而 n 取决于实际输入字符长度[^5]. ---
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