leetcode-最长子字符串的长度

问题描述：

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。

我的解答：

class Solution {
    public static int lengthOfLongestSubstring(String s) {
        //思路：
        //1.因为需要统计无重复字符，所以想到用hashmap，因为hashmap中的key是唯一的
        //2.将字符串转换成字符数组并遍历
        //3.若当前字符不在hashmap中，则加入该字符，并将value设为1
        //4.若当前字符已在hashmap中，则计算hashmap中的key个数，赋值给max，hashmap的所有元素清空
        //5.从重复的前一个字符的下一个字符开始，继续向下遍历，重复上述步骤，直到遇到第二个max,与上一个max比较，将最大值赋值给max
        //6.重复上述步骤
        int max = 0;
        char[] chars = s.toCharArray();
        HashMap<Character, Integer> hm = new HashMap<>();
        for (int i = 0; i < chars.length; i++){
            char c = chars[i];
            //如果hm中不存在c,或者value为0
            if (hm.get(c) == null || hm.get(c) == 0) {
                hm.put(c, 1);
            }
            //如果已经存在
//            if(hm.get(c)>=1){
            else {
                int count = hm.keySet().size();
                //从重复的下一个字符开始
                i-=count;
                //更新max
                max = Math.max(max, count);
                //清空hm
                hm.clear();
            }

        }
       return max;
    }
}

运行错误！！！

分析：

（1）当字符串中含有空格" "时，程序则会出错！但是在我的IDEA中出现空格程序则不会出错，发现IDEA在方法参数String s前面有一个注解@NotNull,但是在leetcode中不允许出现该注解！尝试解决，未成功。

（2）每当遇到重复字符，就要从i-count+1开始重新进行for循环，重新加入hashmap，所以时间复杂度较高！

（3）不用先将字符串转换成数组再遍历，可以直接用charAt()方法遍历！

正确解答：

（1）暴力枚举法：

假设我们有一个函数 boolean allUnique(String substring) ，如果子字符串中的字符都是唯一的，它会返回 true，否则会返回 false。我们可以遍历给定字符串 s 的所有可能的子字符串并调用函数 allUnique。如果事实证明返回值为 true，那么我们将会更新无重复字符子串的最大长度的答案。

public class Solution {
    public int lengthOfLongestSubstring(String s) {
        int n = s.length();
        int ans = 0;
        for (int i = 0; i < n; i++)
            for (int j = i + 1; j <= n; j++)
                if (allUnique(s, i, j)) ans = Math.max(ans, j - i);
        return ans;
    }

    public boolean allUnique(String s, int start, int end) {
        Set<Character> set = new HashSet<>();
        for (int i = start; i < end; i++) {
            Character ch = s.charAt(i);
            if (set.contains(ch)) return false;
            set.add(ch);
        }
        return true;
    }
}
时间复杂度：(n^3) $O(n^$

（2）滑动窗口：

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）。

回到我们的问题，我们使用 HashSet 将字符存储在当前窗口 [i, j)[i,j)（最初 j = ij=i）中。然后我们向右侧滑动索引 jj，如果它不在 HashSet 中，我们会继续滑动 jj。直到 s[j] 已经存在于 HashSet 中。此时，我们找到的没有重复字符的最长子字符串将会以索引 ii 开头。如果我们对所有的 ii 这样做，就可以得到答案。

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;
    }
}
O(2n)=O(n)

(3)优化的滑动窗口

上述的方法最多需要执行 2n 个步骤。事实上，它可以被进一步优化为仅需要 n 个步骤。我们可以定义字符到索引的映射，而不是使用集合来判断一个字符是否存在。当我们找到重复的字符时，我们可以立即跳过该窗口。

也就是说，如果 s[j] 在 [i, j)范围内有与 j'重复的字符，我们不需要逐渐增加 i。我们可以直接跳过 [i，j'] 范围内的所有元素，并将 i变为 j' + 1。

public class Solution {
    public int lengthOfLongestSubstring(String s) {
        int n = s.length(), ans = 0;
        Map<Character, Integer> map = new HashMap<>(); // current index of character
        // try to extend the range [i, j]
        for (int j = 0, i = 0; j < n; j++) {
            if (map.containsKey(s.charAt(j))) {
                i = Math.max(map.get(s.charAt(j)), i);
            }
            ans = Math.max(ans, j - i + 1);
            map.put(s.charAt(j), j + 1);
        }
        return ans;
    }
}

作者：LeetCode
链接：https://leetcode-cn.com/problems/longest-substring-without-repeating-characters/solution/wu-zhong-fu-zi-fu-de-zui-chang-zi-chuan-by-leetcod/
来源：力扣（LeetCode）
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分析：

（1）其实博主一开始就像的用第三种方法做，但是被如何清除前面的[i,j')元素难到了，因为考虑到hashmap中的数据并不一定是有序的，于是换了一种思路，直接将hashmap清空，然后从i-count+1开始重新循环。而LeetCode直接将hashmap中的值设为窗口队列的索引值，这一点是非常漂亮的，可以直接通过索引值将i重定位，非常具有启发意义！！

（2）一开始想不通为什么 i = Math.max(map.get(s.charAt(j)), i);而不是i = Math.max(map.get(s.charAt(j)), i)+1;后来才明白在put的时候已经j+1,所以这里不用再+1了。

（3）写代码要尽量简洁，不要啰里啰唆，向LeetCode学习！！！

（4）接触了滑动窗口，又学到新知识啦好开心哈哈哈！

leetcode-最长子字符串的长度

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