算法练习题07:无重复字符的最长子串

2024-09-02 07:36

本文主要是介绍算法练习题07:无重复字符的最长子串,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

我们可以使用 滑动窗口 的方法来解决这个问题。这是一种高效的算法,能在 O(n) 的时间复杂度内完成任务。以下是具体的解题思路:

1. 滑动窗口的概念

滑动窗口的想法是使用两个指针(通常称为左指针 i 和右指针 j)来表示一个窗口。这两个指针在字符串上滑动,以找到满足条件的子串。在这个问题中,我们的目标是找到最长的、没有重复字符的子串。

窗口的定义:窗口是由左指针 i 和右指针 j 所包围的子串 s[i:j],它包含 i 到 j-1 的字符。

窗口的移动:右指针 j 用于扩展窗口,左指针 i 用于缩小窗口。

2. 使用数据结构来检测重复字符

为了高效地检测一个字符是否已经在当前窗口中,我们使用一个 HashSet 数据结构。HashSet 允许我们在 O(1) 时间复杂度内判断一个字符是否存在,并且可以在 O(1) 时间内添加或移除字符。

3. 具体步骤
  1. 初始化

    • 定义一个 HashSet 来存储当前窗口内的字符。
    • 初始化两个指针 i 和 j,都指向字符串的开头(即 0)。
    • 初始化一个变量 maxLen 来记录最长无重复子串的长度。
  2. 遍历字符串

    • 使用 j 遍历整个字符串,将每个字符依次尝试添加到 HashSet 中。
    • 如果当前字符 s[j] 不在 HashSet 中:
      • 将其添加到 HashSet 中,表示扩展窗口。
      • 计算当前窗口的长度 j - i + 1,并更新 maxLen
    • 如果当前字符 s[j] 已经存在于 HashSet 中:
      • 说明遇到了重复字符,此时要通过移动左指针 i 来缩小窗口,直到移除重复的字符。
      • 移动左指针的过程中,同时从 HashSet 中移除对应的字符,直到可以将 s[j] 再次安全地添加到 HashSet 中。
  3. 更新结果

    • 每次右指针 j 向右移动时,计算当前窗口的长度,并更新 maxLen,以保证 maxLen 始终保持最长无重复子串的长度。
  4. 返回结果

    • 当右指针 j 遍历完整个字符串后,maxLen 就是最长无重复子串的长度。
class Solution {public int lengthOfLongestSubstring(String s) {HashSet<Character> set = new HashSet<>();int maxLen = 0;int i = 0, j = 0;int len = s.length();while (j < len) {if (!set.contains(s.charAt(j))) {set.add(s.charAt(j));j++;maxLen = Math.max(maxLen, j - i);} else {// 按顺序移除字符set.remove(s.charAt(i));i++;}}return maxLen;}
}

当右指针 j 遇到一个已经存在于 HashSet 中的字符时,我们需要移动左指针 i,从左侧开始逐个移除字符,直到移除重复的那个字符为止。这样可以确保 HashSet 中的字符总是唯一的。 

这篇关于算法练习题07:无重复字符的最长子串的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



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