【LeetCode】3. 无重复字符的最长子串（Longest Substring Without Repeating Characters，24.2%，中等）

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一、题目描述

给定一个字符串，找出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：无重复字符的最长子串是 “abc”，其长度为 3。

示例2：

输入：”bbbbb”
输出：1
解释：无重复字符的最长子串是 “b”，其长度为 1。

示例3：

输入：”pwwkew”
输出：3
解释：无重复字符的最长子串是 “wke”，其长度为 3。
请注意，答案必须是一个子串，”pwke” 是一个子序列 而不是子串。

二、思路分析

解决问题分两步：
① 搜索所有课程的子串
② 判断子串是否有重复字符
第①步可以暴力搜索，也可以用滑动窗口提高效率
第②步可以逐个比对字符，也可以用HashSet提高效率

三、解决方案

方法一：暴力+逐个字符比对法

public int lengthOfLongestSubstring(String s) {
        int max = 0;
        int length = s.length();
        if (length > 0) {
            for (int i = 0; i < length; i++) {
                while ((i + max + 1) <= length
                        && judgeStringRepeat(s.substring(i, i + max + 1))) {
                    max++;
                }
            }
        }
        return max;
    }

    public boolean judgeStringRepeat(String s) {
        boolean res = true;
        int length = s.length();
        for (int i = 0; i < length; i++) {
            for(int j=i+1; j<length; j++){
                if (s.charAt(i) == s.charAt(j)) {
                    res = false;
                    break;
                }
            }
        }
        return res;
    }

• 时间复杂度：$O(n^3)$，
• 空间复杂度：$O(n)$，

方法二：滑动窗口+HashSet法

滑动窗口是数组/字符串问题中常用的抽象概念。 窗口通常是在数组/字符串中由开始和结束索引定义的一系列元素的集合，即 [i, j)[i,j)（左闭，右开）。而滑动窗口是可以将两个边界向某一方向“滑动”的窗口。例如，我们将 [i, j)[i,j) 向右滑动 11 个元素，则它将变为 [i+1, j+1)[i+1,j+1)（左闭，右开）。

public class Solution {
    public int lengthOfLongestSubstring(String s) {
        int n = s.length();
        Set<Character> set = new HashSet<>();
        int ans = 0, i = 0, j = 0;
        while (i < n && j < n) {
            // try to extend the range [i, j]
            if (!set.contains(s.charAt(j))){
                set.add(s.charAt(j++));
                ans = Math.max(ans, j - i);
            }
            else {
                set.remove(s.charAt(i++));
            }
        }
        return ans;
    }
}

• 时间复杂度：$O(n)$
• 空间复杂度：$O(min(m, n))$，滑动窗口法需要 O(k)O(k) 的空间，其中 kk 表示 Set 的大小。而Set的大小取决于字符串 nn 的大小以及字符集/字母 mm 的大小。