算法题之求最大不重复子串的个数(滑动窗口)

算法题之求最大不重复子串的个数(滑动窗口)

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: “pwwkpw”
输出: 3
解释: 因为无重复字符的最长子串是 “kpw”，所以其长度为 3。

题解(滑动窗口)

以输入: "pwwkpw"为例

滑动窗口思路分析:利用HashMap的键唯一性

• (1)当我们判断字符串当前字符在HashMap中key中未曾出现过:
  • 则直接将其加入到HashMap中:其中键(key)即为当前的字符(Character),值(value)即为该字符在String字符串的索引
  • 其中此时的最大字符串的最大长度(maxLength)即为当前索引 – left(初始值为0) + 1;第一次添加p,则maxLength = 1;
• (2)若依次添加字符,字符key值未在HashMap中出现过,则一直将其加入HashMap中,故p,w的maxLength = 1 – left + 1 = 2;
• (3)若添加字符,当前key值在HashMap中出现过,根据HashMap的键唯一性:
  • 首先我们需要更新此时的left指针变量,即更新窗口的滑动:
  • 开始时,left位于0位置,此时,选择之前的left指针和当前key值字符的位置 + 1,即移除重复出现的字符,取两者的最大值为新的left指针
  • 故此时的left为2,此时再将当前键值加入HashMap集合中时,替换之前的value值,即更新w的索引位置,而此时的maxLength,即为之前的maxLength[p,w = 2]和现在的i – left + 1 = 1[w]的最大值
  • 接着,也是同上思路,当遍历到p字符时,需要更新left的位置:因为先前的left索引大于此时p之前的索引 + 1,则窗口不发生偏移
    maxLength = [p,w] vs [w,k,p] = 3;
  • 最后到w,更新left位置为k的位置,此时maxLength = [w,k,p] vs [k,p,w] = 3;
• (4)故最终的maxLength = 3;即最大的非重复子串的长度为:3.

图解过程

代码实现

public static void main(String[] args) {
        String str = "pwwkpw";
        LongestSubString2 solution = new LongestSubString2();
        int maxLength = solution.lengthOfLongestSubstring(str);
        System.out.println("最大不重复的子字符串的长度为: " + maxLength);
    }

    private int lengthOfLongestSubstring(String s) {
        //定义该字符串的长度为n
        int n = s.length();
        //若长度小于等于1,则maxLength即为字符串本身的长度,直接返回
        if (n <= 1) {
            return n;
        }
        //定义maxLength作为最大不重复子串的长度
        int maxLength = 0;
        //定义滑动窗口的左指针的变量,初始化为0
        int left = 0;
        //定义一个HashMap进行存储
        HashMap<Character,Integer> hashMap = new HashMap<>();
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            if (hashMap.containsKey(s.charAt(i))) {
                //如果当前key值在hashmap中已经存在
                //则更新left指针为之前的出现的指针向右平移一位
                left = Math.max(left, hashMap.get(s.charAt(i)) + 1);
            }
            //将该键值添加到hashmap集合中
            hashMap.put(s.charAt(i),i);
            maxLength = Math.max(maxLength,i - left + 1);
        }
        //返回最大值maxLength
        return maxLength;
    }