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[LeetCode] 159. Longest Substring with At Most Two Distinct Characters 最多有两个不同字符的最长子串

 

Given a string s , find the length of the longest substring t  that contains at most 2 distinct characters.

Example 1:

Input: "eceba"
Output: 3
Explanation: tis "ece" which its length is 3.

Example 2:

Input: "ccaabbb"
Output: 5
Explanation: tis "aabbb" which its length is 5.

 

这道题给我们一个字符串,让我们求最多有两个不同字符的最长子串。那么我们首先想到的是用 HashMap 来做,HashMap 记录每个字符的出现次数,然后如果 HashMap 中的映射数量超过两个的时候,我们需要删掉一个映射,比如此时 HashMap 中e有2个,c有1个,此时把b也存入了 HashMap,那么就有三对映射了,这时我们的 left 是0,先从e开始,映射值减1,此时e还有1个,不删除,left 自增1。这时 HashMap 里还有三对映射,此时 left 是1,那么到c了,映射值减1,此时e映射为0,将e从 HashMap 中删除,left 自增1,然后我们更新结果为 i - left + 1,以此类推直至遍历完整个字符串,参见代码如下:

 

解法一:

class Solution {
public:
    int lengthOfLongestSubstringTwoDistinct(string s) {
        int res = 0, left = 0;
        unordered_map<char, int> m;
        for (int i = 0; i < s.size(); ++i) {
            ++m[s[i]];
            while (m.size() > 2) {
                if (--m[s[left]] == 0) m.erase(s[left]);
                ++left;
            }
            res = max(res, i - left + 1);
        }
        return res;
    }
};

 

我们除了用 HashMap 来映射字符出现的个数,我们还可以映射每个字符最新的坐标,比如题目中的例子 "eceba",遇到第一个e,映射其坐标0,遇到c,映射其坐标1,遇到第二个e时,映射其坐标2,当遇到b时,映射其坐标3,每次我们都判断当前 HashMap 中的映射数,如果大于2的时候,那么需要删掉一个映射,我们还是从 left=0 时开始向右找,看每个字符在 HashMap 中的映射值是否等于当前坐标 left,比如第一个e,HashMap 此时映射值为2,不等于 left 的0,那么 left 自增1,遇到c的时候,HashMap 中c的映射值是1,和此时的 left 相同,那么我们把c删掉,left 自增1,再更新结果,以此类推直至遍历完整个字符串,参见代码如下:

 

解法二:

class Solution {
public:
    int lengthOfLongestSubstringTwoDistinct(string s) {
        int res = 0, left = 0;
        unordered_map<char, int> m;
        for (int i = 0; i < s.size(); ++i) {
            m[s[i]] = i;
            while (m.size() > 2) {
                if (m[s[left]] == left) m.erase(s[left]);
                ++left;
            }
            res = max(res, i - left + 1);
        }
        return res;
    }
};

 

后来又在网上看到了一种解法,这种解法是维护一个 sliding window,指针 left 指向起始位置,right 指向 window 的最后一个位置,用于定位 left 的下一个跳转位置,思路如下:

1. 若当前字符和前一个字符相同,继续循环。

2. 若不同,看当前字符和 right 指的字符是否相同

    (1) 若相同,left 不变,右边跳到 i - 1

    (2) 若不同,更新结果,left 变为 right+1,right 变为 i - 1

最后需要注意在循环结束后,我们还要比较结果 res 和 s.size() - left 的大小,返回大的,这是由于如果字符串是 "ecebaaa",那么当 left=3 时,i=5,6 的时候,都是继续循环,当i加到7时,跳出了循环,而此时正确答案应为 "baaa" 这4个字符,而我们的结果 res 只更新到了 "ece" 这3个字符,所以我们最后要判断 s.size() - left 和结果 res 的大小。

另外需要说明的是这种解法仅适用于于不同字符数为2个的情况,如果为k个的话,还是需要用上面两种解法。

 

解法三:

class Solution {
public:
    int lengthOfLongestSubstringTwoDistinct(string s) {
        int left = 0, right = -1, res = 0;
        for (int i = 1; i < s.size(); ++i) {
            if (s[i] == s[i - 1]) continue;
            if (right >= 0 && s[right] != s[i]) {
                res = max(res, i - left);
                left = right + 1;
            }
            right = i - 1;
        }
        return max(s.size() - left, res);
    }
};

 

还有一种不使用 HashMap 的解法,是在做 Fruit Into Baskets 这道题的时候在论坛上看到的,其实这两道题除了背景设定之外没有任何的区别,代码基本上都可以拷来直接用的。这里我们使用若干的变量,其中 cur 为当前最长子串的长度,first 和 second 为当前候选子串中的两个不同的字符,cntLast 为 second 字符的连续长度。我们遍历所有字符,假如遇到的字符是 first 和 second 中的任意一个,那么 cur 可以自增1,否则 cntLast 自增1,因为若是新字符的话,默认已经将 first 字符淘汰了,此时候选字符串由 second 字符和这个新字符构成,所以当前长度是 cntLast+1。然后再来更新 cntLast,假如当前字符等于 second 的话,cntLast 自增1,否则均重置为1,因为 cntLast 统计的就是 second 字符的连续长度。然后再来判断若当前字符不等于 second,则此时 first 赋值为 second, second 赋值为新字符。最后不要忘了用 cur 来更新结果 res,参见代码如下:

 

解法四:

class Solution {
public:
    int lengthOfLongestSubstringTwoDistinct(string s) {
        int res = 0, cur = 0, cntLast = 0;
        char first, second;
        for (char c : s) {
            cur = (c == first || c == second) ? cur + 1 : cntLast + 1;
            cntLast = (c == second) ? cntLast + 1 : 1;
            if (c != second) {
                first = second; second = c;
            }
            res = max(res, cur);
        }
        return res;
    }
};

 

Github 同步地址:

https://github.com/grandyang/leetcode/issues/159

 

类似题目:

Fruit Into Baskets

Longest Substring Without Repeating Characters

Sliding Window Maximum

Longest Substring with At Most K Distinct Characters

Subarrays with K Different Integers

 

参考资料:

https://leetcode.com/problems/longest-substring-with-at-most-two-distinct-characters/

https://leetcode.com/problems/longest-substring-with-at-most-two-distinct-characters/discuss/49759/Share-my-c%2B%2B-solution

https://leetcode.com/problems/longest-substring-with-at-most-two-distinct-characters/discuss/49687/Clean-11-lines-AC-answer-O(1)-space-O(n)-time.

https://leetcode.com/problems/longest-substring-with-at-most-two-distinct-characters/discuss/49682/Simple-O(n)-java-solution-easily-extend-to-k-characters

https://leetcode.com/problems/longest-substring-with-at-most-two-distinct-characters/discuss/49708/Sliding-Window-algorithm-template-to-solve-all-the-Leetcode-substring-search-problem.

 

LeetCode All in One 题目讲解汇总(持续更新中...)

posted @ 2016-02-09 15:20 Grandyang 阅读(...) 评论(...) 编辑 收藏