剑指 Offer 48. 最长不含重复字符的子字符串

剑指 Offer 48. 最长不含重复字符的子字符串

一、题目

请从字符串中找出一个最长的不包含重复字符的子字符串，计算该最长子字符串的长度。

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。

提示：s.length <= 40000

二、答案

2.1 解题思路

双指针法：

• 用start作为不重复子串的头指针，用end代表不重复子串的尾指针(用循环是，尾指针可以直接用当前循环的index来表示)
• 如果遍历的元素重复，则更新hash_table的键值对中对应的index值
• 每次循环只要元素不重复，都要加入到hash_table中
• 然后结果长度result = max(result, end-start+1)

2.2 例子示例

以 “dvdlf” 为例，初始化，start指针指向第0个元素，end指针指向1， hash_talbe中已经放了一个元素即{d:0}

• 初始化start, end, hash_table, result = 0,0, {s[0]:0}, 1

• 此时默认有一个元素了，所以初始长度result=1

  id	0	1	2	3	4
  s	d	v	d	l	f
  指针	start = 0，end = 0
  hash_table	{d:0}
  result	初始：result = 1

1. 第一次迭代

   • end指针右移一格, 将end所指向的值加入hash_table
   • result = max(result, end-start+1)

   id	0	1	2	3	4
   s	d	v	d	l	f
   指针	start = 0	end = 1
   hash_table	{d:0}	{d:0，v:1}
   result	初始：result = 1	result = max(1, 1-0+1)=2

2. 迭代二次

   • end指针右移一格,，然后发现此时的end指针所指向的值重复

   • 移动start指针到重复元素的后一个元素，注意比较移到重复后一个元素的id与当前的id的大小，取大的那个

     start = max(start, hash_table[s[2]+1) # max(0, 1) = 1
     

   • 更新hash_table中重复键值对的值，那么d:0 变为 d:2

   id	0	1	2	3	4
   s	d	v	d	l	f
   指针		start = 1	end = 2
   hash_table	{d:0}	{d:0， v:1}	{d:2, v:1}
   result	1	2	result = max(2, 2-1+1)=2

3. 迭代第三次

   • end指针右移一格, 将新的键值对加入hash_table
   • result = max(result, end-start+1)

   id	0	1	2	3	4
   s	d	v	d	l	f
   指针		start = 1		end = 3
   hash_table	{d:0}	{d:0， v:1}	{d:2， v:1}	{d:2, v:1, l:3}
   result	1	2	2	result = max(2, 3-1+1)=3

4. 迭代第四次

   • end指针右移一格, 将新的键值对加入hash_table
   • result = max(result, end-start+1)

   id	0	1	2	3	4
   s	d	v	d	l	f
   指针		start = 1			end = 4
   hash_table	{d:0}	{d:0， v:1}	{d:2， v:1}	{d:2, v:1, l:3}	{d:2, v:1, l:3, f:4}
   result	1	2	2	3	result = max(3, 4-1+1) = 4

5. 循环结束，返回结果result = 4

2.3 代码

class Solution:
    def lengthOfLongestSubstring(self, s: str) -> int:
        # 双指针法
        # start, end 分别指向不重复子串的首位序号
        # hash_table用来存访问过的键值对
        # result来表示最长不重复字符串的长度

        # 初始化
        # start, end, hash_table, result = 0, 1, {s[0]:0}, 1
        # 这样的初始化默认字符串大于0，所以要进行空字符串的判断

        if len(s)==0: return 0
        start, hash_table, result = 0, {s[0]:0}, 1
        # 直接将end设置为迭代的index
        for end in range(1, len(s)):
            if s[end] in hash_table:
                start = max(start, hash_table[s[end]]+1)
            hash_table[s[end]] = end
            result = max(result, end-start+1)
        return result