算法题7：无重复字符的最长子串

题目描述：

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。

思路：

这个题也是看了结题~~

可以用“滑动窗口”的思路，引用官方结题中的例子：

我们以示例一中的字符串 abcabcbb 为例，找出从每一个字符开始的，不包含重复字符的最长子串，那么其中最长的那个字符串即为答案。对于示例一中的字符串，我们列举出这些结果，其中括号中表示选中的字符以及最长的字符串：

-以 (a)bcabcbb 开始的最长字符串为 (abc)abcbb；
-以 a(b)cabcbb 开始的最长字符串为 a(bca)bcbb；
-以 ab(c)abcbb 开始的最长字符串为 ab(cab)cbb；
-以 abc(a)bcbb 开始的最长字符串为 abc(abc)bb；
-以 abca(b)cbb 开始的最长字符串为 abca(bc)bb；
-以 abcab(c)bb 开始的最长字符串为 abcab(cb)b；
-以 abcabc(b)b 开始的最长字符串为 abcabc(b)b；
-以 abcabcb(b) 开始的最长字符串为 abcabcb(b)

发现了什么？如果我们依次递增地枚举子串的起始位置，那么子串的结束位置也是递增的！这里很关键，因为这个特点，在滑动窗口的右指针就不需要重置了。

这里的原因在于，假设我们选择字符串中的第 k 个字符作为起始位置，并且得到了不包含重复字符的最长子串的结束位置为 rk。

那么当我们选择第 k+1 个字符作为起始位置时，首先从 k+1 到 rk的字符显然是不重复的，并且由于少了原本的第 k 个字符，我们可以尝试继续增大 rk（窗口增大），直到右侧出现了重复字符为止。

这样一来，我们就可以使用「滑动窗口」来解决这个问题了：
我们使用两个指针表示字符串中的某个子串（或窗口）的左右边界，其中左指针代表着上文中「枚举子串的起始位置」，而右指针即为上文中的 rk​
在每一步的操作中，我们会将左指针向右移动一格，表示我们开始枚举下一个字符作为起始位置，然后我们可以不断地向右移动右指针，但需要保证这两个指针对应的子串中没有重复的字符。
在移动结束后，这个子串就对应着 以左指针开始的，不包含重复字符的最长子串。我们记录下这个子串的长度；
在枚举结束后，我们找到的最长的子串的长度即为答案。

 

 

python：

class Solution:
    def lengthOfLongestSubstring(self, s: str) -> int:
        # 遍历每一个字符，通过指针获取最长无重复子串
        t_set = set()
        n = len(s)
        # 右指针，初始值为-1，相当于在字符串的左边界的左侧，还没开始移动
        rk, res = 0, 0
        for i in range(n):  # i是左指针
            print(f'i: {i}')
            if i != 0:
                # 左指针向右移动一格，移除一个字符
                t_set.remove(s[i - 1])
            while rk < n and s[rk] not in t_set:
                # 不断移动右指针
                t_set.add(s[rk])
                rk += 1
            print(f"t_set: {t_set}")
            # 第i到rk个字符是一个无重复字符子串
            res = max(res, rk - i)
            print(f"res: {res}")
        return res

结果：

 

java：

class Solution {
    public int lengthOfLongestSubstring(String s) {
        // 哈希集合，记录每个字符是否重复
        Set<Character> t_set = new HashSet<Character>();
        int n = s.length();
        // 右指针，初始值为0
        int rk =0, res = 0;
        for (int i = 0; i<n; i++){
            if (i != 0) {
                // 左指针向右移动一格，移除左侧一个字符
                t_set.remove(s.charAt(i - 1));
            }
            while (rk < n && !t_set.contains(s.charAt(rk))){
                // 不断移动右指针
                t_set.add(s.charAt(rk));
                rk ++;
            }
            // 第i到rk个字符是一个无重复字符子串
            res = Math.max(res, rk - i);
        }
        
         return res;
    }
   
}

结果：