LeetCode中怎么找出字符串中无重复最长子串,相信很多没有经验的人对此束手无策,为此本文总结了问题出现的原因和解决方法,通过这篇文章希望你能解决这个问题。
题目描述:
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:
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。
题目很简单,就是从一个字符串中找出不包含重复字符的最长子串的长度。
该题如果用暴利破解的方法进行循环判断,则时间复杂度直接变为O(n^2),是比较恐怖的。因此,可采取滑动窗口的方法来降低时间复杂度。
滑动窗口算法是在一个特定大小的字符串或数组上进行操作,而不在整个字符串和数组上操作,这就降低了问题的复杂度,从而也降低了循环的嵌套深度。滑动窗口主要应用在数组和字符串的场景。
先通过一个简单的示例来看一下滑动窗口的运作,比如有一个数组[1,3,5,6,2,2],设定滑动窗口(window)大小为3,那么当窗口从数组开始位置滑动到最终位置时依次计算每个窗口内3个元素的和,表示为sum。
上图我们可以看出,随着窗口在数组上向右移动,窗口内的数据也在不断变化,我们只用对窗口内连续区间内的数据进行处理即可。由于区间是连续的,因此当窗口移动时只用对旧窗口的数据进行裁剪处理,这样便减少了重复计算,降低了时间复杂度。
以上图为例,当窗口位于[1,3,5]时,处理完该窗口的数据之后,将窗口向右移动一格,等于是将原有窗口左边的1裁剪掉,然后将窗口右边的6添加上,而整个过程看起来就像窗口在向右移动一样。
对于类似“请找到满足 xx 的最 x 的区间(子串、子数组)的 xx ”这类问题都可以使用该方法进行解决。
需要注意的是:窗口的移动是按照移动的顺序来进行的;窗口的大小不一定是固定的,可以不断缩小或变大的。
对于滑动窗口算法的基本解题思路,以字符串S示例如下:
(1)采用双指针来指定窗口的范围,初始化left=right=0,而索引闭区间[left,right]便是一个窗口。
(2)不断增大窗口的right指针,直到窗口中的字符串满足条件。
(3)此时,停止right的增加,转而不断增加left指针,用于缩小窗口[left,right],直到窗口中的字符串不再符合要求。每增加一次left,需要更新一轮结果。
(4)重复第2和第3步,直到right到达字符串的尽头。
其中,第2步相当于在寻找一个「可行解」,然后第3步在优化这个「可行解」,最终找到最优解。左右指针轮流前进,窗口大小增增减减,窗口不断向右滑动。
学习了窗口滑动之后,我们回到LeetCode的题目上,是将上述示例的固定窗口变为了变化大小的窗口,而将求和换成了判断是否包含指定字符。
因此,套用上面的思路来进行分析。以字符串“dvdf”为例,通过下图来演示滑动的过程。
在上述流程中,可分解为以下步骤:
(1)选定初始值left=right=0,也就是窗口[0,0]。
(2)判断right右边字符在窗口内是否已经存在;
(3)发现字符v在窗口中没有,则可right右移一位,窗口变为[0,1];
(4)继续扩展右边界,right=2,发现d已经存在于窗口当中,则停止继续右移;
(5)此时窗口的长度便是以d开通的子串的长度,比较当前窗口长度和历史max(默认值0)大小,发现2>0,于是更新max为2。
(6)开始移动left,窗口变为[1,1];
(7)继续扩展右边界,发现d不存在于窗口当中,此时窗口变为[1,2];
(8)继续扩展右边界,发现f不存在于窗口当中,此时窗口变为[1,3];
(9)到达字符串的最大长度,停止右移,此时比较当前窗口长度和历史max大小,发现3>2,于是更新max为3。
(10)得出,不包含重复字符的最长子串的长度3。
理解了上述步骤,我们再来看原题的Java代码实现:
class Solution { public int lengthOfLongestSubstring(String s) { int n = s.length(); int k = 0, max = 0; Set<Character> set = new HashSet<>(); for(int i=0; i< n; i++){ if(i != 0){ set.remove(s.charAt(i-1)); } while(k < n && !set.contains(s.charAt(k))){ set.add(s.charAt(k)); k++; } max = Math.max(max,set.size()); } return max; } }
看完上述内容,你们掌握LeetCode中怎么找出字符串中无重复最长子串的方法了吗?如果还想学到更多技能或想了解更多相关内容,欢迎关注亿速云行业资讯频道,感谢各位的阅读!
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