leetcode 3 - 无重复字符的最长子串

题目

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

分析思路

1. 首先，题目要求是最长子串，符合滑动窗口算法求解特征；
2. 题目求最长子串长度，实际就是求符合条件的窗口最大长度，所以是一个可变窗口，即属于滑动窗口中的动态窗口类型；
3. 对于动态窗口类型，可以通过哈希集来进行唯一性检查，在哈希集中存在，即符合条件的可以保留在窗口中，否则剔除键；
4. 在给定数组 s 长度内滑动窗口：
   • 计数方式：
     • 扩展右边界：在第一层循环中更新，如果右边界当前的字符键不在哈希集中则新建，键初始值为 1，如果键存在则更新字符计数，如果右边界当前字符计数超过 1，说明存在重复字符，需要收缩左边界；
     • 收缩左边界：收缩可以通过一个内循环来实现，每次收缩时，减少移出位置的字符计数，如果减少计数后该字符计数归 0，则剔除该字符对应键，直到右边界当前字符计数不大于 1；
   • 索引方式：
     • 扩展右边界：通过 for 对 s 进行遍历，如果右边界当前字符在哈希集中不存在，则新建字符键，初始值为字符当前索引，如果字符已存在，说明存在重复字符，则收缩左边界；
     • 收缩左边界：获取重复字符旧索引下一位，并和当前左边界索引进行比较，如果重复字符旧索引大于左边界索引（说明重复字符在当前窗口内），则将旧索引下一位作赋值给左边界，同时更新哈希集中的重复字符索引为新索引（即右边界字符当前索引）；
5. 每次移动后，进行当前窗口长度和最大窗口长度比较，如果当前窗口长度大于最大窗口长度，则将当前窗口长度值赋值给最大窗口长度，然后继续计算右边界；
6. 返回最大窗口长度最终结果。

go 实现示例

• 解法 1

func lengthOfLongestSubstring(s string) int {

	// 获取字符串s长度
	n := len(s)

	// 边界情况处理：如果
	if n == 0 {
		return 0
	}

	// 定义哈希字符集，用来进行字符唯一性检查
	char := make(map[byte]int)

	// 定义滑动窗口的左右边界，初始值均为0，表示从头开始滑动
	left, right := 0, 0

	// 定义最长无重复子串长度，初始值为0
	maxLength := 0

	// 定义每次移动窗口时的子串长度，初始值为0
	currentLength := 0

	// 开始滑动窗口
	for right < n {

		// 如果右边界新增元素在检查字符集char中存在，表示存在重复字符，则字符计数+1，不存在则新增字符，初始计数为1
		if _, exist := char[s[right]]; exist {

			// 增加重复字符计数
			char[s[right]]++

			// 如果字符计数大于1，说明存在重复字符，减少左边界字符计数
			for char[s[right]] > 1 {
				char[s[left]]--

				// 如果左边界字符计数归0，则从字符集中剔除
				if char[s[left]] == 0 {
					delete(char, s[left])
				}

				// 收缩左边界
				left++
			}
		} else {
			char[s[right]] = 1
		}

		// 每次移动，都更新当前子串长度，并与最大子串长度进行比较，如果大于最大子串长度，则更新
		currentLength = right - left + 1
		if currentLength > maxLength {
			maxLength = currentLength
		}

		// 移动右边界
		right++
	}

	// 返回最长子串长度
	return maxLength
}

• 解法 2

func lengthOfLongestSubstring(s string) int {

	// 获取字符串s长度
	n := len(s)

	// 如果字符串长度为0，则直接返回0
	if n == 0 {
		return 0
	}

	// 定义哈希集，用于检查字符唯一性
	char := make(map[byte]int)

	// 定义子串最长长度，初始值为0
	maxLength := 0

	// 定义滑动窗口左边界，初始值为0，表示从索引0开始
	left := 0

	// 开始进行窗口滑动，对右边界新增字符进行检查
	for right := 0; right < n; right++ {

		// 如果检查字符在char存在，表示当前字符为重复字符，则收缩左边界，如果上一个重复字符在当前窗口内，即将左边界位置更新为上一个重复字符的下一位
		if lastIndex, exist := char[s[right]]; exist {
			if lastIndex >= left {
				left = lastIndex + 1
			}
		}

		// 更新窗口字符集已有字符最新位置
		char[s[right]] = right

		// 如果当前窗口长度大于最大窗口长度，则更新最大窗口长度
		if right-left+1 > maxLength {
			maxLength = right - left + 1
		}
	}

	// 返回最终计算结果
	return maxLength
}