【LeetCode热题100道笔记+动画】无重复字符的最长子串

题目描述

给定一个字符串 s ，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: s = “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: s = “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: s = “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：
0 <= s.length <= 5 * 104
s 由英文字母、数字、符号和空格组成

思考

无重复字符的最长子串问题中，子串为连续字符且不可重复。由于需找最长子串，属于变长滑动窗口问题，可采用以下思路：
初始化左右指针均为0，用哈希表记录窗口内字符。右指针向右扩展，将字符加入哈希表；若遇重复字符，右移左指针收缩窗口，移除哈希表中对应字符，直至窗口无重复。过程中实时计算窗口长度（右减左加1），全局维护最大值。时间复杂度为$O(n)$（每个字符最多被两指针各访问一次），空间复杂度为$O(n)$（哈希表最多存储$n$个字符）。

算法过程

该算法通过滑动窗口结合哈希集合，高效寻找无重复字符的最长子串，过程如下：

1. 初始化工具与指针

   • 用 Set 存储当前窗口中的字符（自动去重，便于快速判断重复）。
   • 左指针 l 与右指针 r 初始都为0，代表窗口起始位置；ans 记录最长子串长度（初始为0）。

2. 扩展右指针，扩大窗口

   • 右指针 r 从0开始遍历字符串 s，每次尝试将 s[r] 加入窗口。

3. 处理重复字符，收缩窗口

   • 若 s[r] 已在 Set 中（存在重复），则通过循环移动左指针 l，并从 Set 中删除 s[l]，直到 s[r] 不在 Set 中（确保窗口内无重复）。

4. 更新最长长度

   • 将 s[r] 加入 Set，此时窗口 [l, r] 为无重复字符的子串，计算其长度 r - l + 1，并更新 ans 为当前最大值。

5. 返回结果

   • 遍历结束后，ans 即为最长无重复子串的长度。

核心逻辑：通过右指针探索新字符，左指针在遇到重复时收缩至“重复字符的下一位”，始终保持窗口内无重复，同时实时记录最大窗口长度。时间复杂度 O(n)（每个字符最多被左右指针各访问一次）。

代码

/**
 * @param {string} s
 * @return {number}
 */
var lengthOfLongestSubstring = function(s) {
    const set = new Set();
    let l = 0, ans = 0;
    for (let r = 0; r < s.length; r++) {
        while (set.has(s[r])) {
            set.delete(s[l]);
            l++;
        }
        ans = Math.max(ans, r -l + 1);
        set.add(s[r]);
    }

    return ans;    
};

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