3——无重复字符的最长子串（Longest Substring Without Repeating Characters）

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: "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。

第一次解法（Map）：

我使用了Java中的Map，每次检测是否含有当前字符，若无则将当前字符添加进maps；若有，将当前字符串长度 cur_num +1。若当前长度大于最大长度，则记录最大长度。若最大长度大于剩余字符个数，直接退出循环。

向 HashMap 中添加元素后，元素的顺序会被改变，而 LinkedHashMap 则是按顺序放置的。

class Solution {
    public int lengthOfLongestSubstring(String s) {
        Map<Character, Integer> maps = new LinkedHashMap<Character, Integer>();
		int max_num = 0, cur_num = 0;
		int count = s.length();
		if (count != 0) {
			for (int i = 0; i < s.length(); i++) {//控制循环次数
				maps.clear();
				cur_num = 0;
				int pos = 0;
				for (int j = i; j < s.length(); j++) {
					if (maps.containsKey(s.charAt(j))) {
						break;
					} else {
						maps.put(s.charAt(j), pos);
						pos++;
						cur_num++;
					}
				}
				if (cur_num > max_num) {
					max_num = cur_num;
				}
				if (max_num >= (s.length()-i-1)) {
					break;
				}
			}
		}
        return max_num;
    }
}

第二次解法（滑动窗口）

Java集合类Set

Set 是一种无序、可重复的数据容器，与 List 一样继承于 Collection 接口，HashSet 和 TreeSet，这两种 Set 是日常工作中用的比较多的。

HashSet 和 TreeSet 增删改查操作一样

import java.util.HashSet;
import java.util.Set;
import java.util.TreeSet;

public class Test {

	public static void main(String[] args) {
		//System.out.println();
		String a_str = "Java", b_str = "C++", c_str = "Python", d_str = "C";
		Set<String> set = new HashSet<>();
		set.add(a_str);	//增
		set.add(b_str);
		set.add(c_str);
		set.add(d_str);
		for (String value : set) {	//查
			System.out.print(value + " ");
		}
		System.out.println();
		set.remove(a_str);	//删
				//改:	java的HashSet文档貌似没有提供直接的修改操作。间接的做法是先删后增
		for (String value : set) {	//查
			System.out.print(value + " ");
		}
	}
}

Set常见方法

Sr.No.	Method & Description
1	add( )         向集合中添加元素
2	clear( )        去掉集合中所有的元素
3	contains( )    判断集合中是否包含某一个元素
4	isEmpty( )    判断集合是否为空
5	iterator( )    主要用于递归集合，返回一个Iterator()对象
6	remove( )    从集合中去掉特定的对象
7	size( )        返回集合的大小

本题实现代码

class Solution {
    public int lengthOfLongestSubstring(String s) {
        Set<Character> set = new HashSet<>();
		int max_num = 0;
        int i = 0, j = 0;
		int len = s.length();
        while (i < len && j < len) {
            if (! set.contains(s.charAt(j))) {
                set.add(s.charAt(j++));
                max_num = Math.max(max_num, j-i);
            } else {
                if (max_num >= (len-i-1)) {
			        break;
                }
                set.remove(s.charAt(i++));   
            }
        }
        return max_num;
    }
}

我所理解的滑动窗口：比如一个字符串" pwwkew "，将字符一个一个放进窗口（相当于一个队列）中。

1. p —— max_num = 1
2. p，w —— max_num = 2
3. p，w，w —— max_num = 2（这时候已有一个w在队列中，这是需要将前面个w及其之前的所有元素移出队列），变为 w —— max_num = 2
4. w，k —— max_num = 2
5. w，k ，e —— max_num = 3
6. w，k ，e，w —— max_num = 3（这时将前面个w移出队列），变为 k ，e —— max_num = 3
   （而在第五步时，i = 2， s.length() = 6， 此时 max_num = 3， max_num 大于等于后续未检测到的剩余字符总数（s.length() - i - 1），那么就不用继续下去了，使用 break）。

使用 HashSet 而非 ArrayList 的原因是 ArrayList 的 contains 方法的效率不高。