【LeetCode滑动窗口专题#2】无重复字符的最长子串

来源 : 博客园 时间:2023-06-09 10:05:26

#1传送门滑动窗口最大值长度最小的子数组

无重复字符的最长子串

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:


【资料图】

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 * 104s 由英文字母、数字、符号和空格组成

思路

容易想到这里需要使用滑动窗口的思想来解决问题

我们可以定义两个指针,left和right

left一开始指向0,right则放入for循环中向前不断遍历字符串s

这里还需要维护一个哈希表(选择map,因为字符类型不止有26个字母)

使用当前遍历值(字符)在表中查询,如果没出现过,就把当前字符放入哈希表中

注意!!!!!!

这里有可能我们会下意识的将哈希表的键值结构定义为:"遍历字符--字符出现次数"

在本题中,这是错误的,或者说是不合适的

因为我们需要找到重复字符第一次出现的位置,如以字符出现次数为值的话,无法实现这一目的(字符出现位置可以帮助我们确定哪个字符是第一个不重复的字符

举个例子,假设有字符串 "abccba",如果我们以字符出现次数为值来构建哈希表,那么哈希表的值应该为 {"a": 2, "b": 2, "c": 2},这些字符的出现次数都是相同的。如果我们想要找到第一个不重复的字符,就需要进一步遍历原字符串,找到第一个出现次数为1的字符。但是,如果我们以字符出现位置为值来构建哈希表,那么哈希表的值应该为 {"a": 0, "b": 1, "c": 2},我们可以在遍历字符串的过程中实时更新哈希表,并找到第一个出现位置最小的字符。

因此,在这个问题中,以字符为键,以字符出现位置为值("遍历字符--字符首次出现位置")是更加合适的选择。

继续

如果当前遍历值在表中出现过,那么我们在哈希表中获取该字符对应的值,即其在s中第一次出现的位置

将左指针移动到该位置(为什么?),并且加1跳过该位置,目的是剔除重复值

这里是本题的第二个坑

在写的时候,第一版中我移动left时用了left++,但是这样是错的,不能简单地使用left++来移动左指针,因为有可能之前的某个字符已经出现过,那么我们需要更新左指针的位置,使得新的左指针位置可以舍弃之前出现过的字符,从而保证当前的子串不重复。

这其实还涉及到我们如何定义“重复出现”这件事情

因为在设计hash表时,保存的是当前字符的索引,因此,我们仅仅在hash中查询到某个字符还不够,原因如下:

如果当前字符s[right]已经在哈希表中存在,则说明该字符之前出现过,我们需要更新左指针的位置,使其跳过该重复字符,即左指针left的新位置应该是(hash[s[right]]+1)。但是,在更新左指针的同时,还需要确保新的左指针位置大于等于上一个子串的起始位置left,因为我们要寻找最长的无重复子串,而不仅仅是子串长度

因此,hash.find(s[right]) != hash.end() && hash[s[right]] >= left确保了字符s[right]曾经出现过(也就是该字符在哈希表中有对应的索引),并且其最后一次出现的下标大于等于当前子串的起始位置left,才会更新左指针的位置。

如果只写 hash.find(s[right]) != hash.end()的话,可能会把之前的那些已经被跳过的字符再次算进去,从而导致错误的结果。

例如:"abcabcbb"

如果当前左指针指向的是第一个b,右指针指向第二个a,说明我们已经判断a重复出现,并把左指针移动到了hash[s[right]]+1

此时我们并没有删除hash表中关于a第一次出现的位置信息,因此下一次如果还遇到a,我们不能让左指针移动到第一次a的位置

所以需要加上限定条件,即hash[s[right]] >= left来保证左指针的正常跳转

然后,更新当前字符在哈希表中的位置值,即将当前字符位置设置为第一次出现位置

代码

关键点:哈希表键值对设计(采用"遍历字符--字符首次出现位置")、left指针的移动方式

步骤:

1、定义一个哈希表,键为字符,值为字符出现的index

2、移动右指针遍历字符串s,在哈希表中查询当前遍历字符

​如果有重复,同时判断该重复值位置是否大于left指针位置(因为如果出现重复值,left指针所值的应该是上一次该值出现的位置),大于则将left移动到当前字符位置,并加1跳过当前位置

​如果无重复,先不处理

3、不管有无重复都对当前遍历字符在哈希表中的值(即位置索引)进行更新(同时也处理了无重复的情况)

4、左右指针作差与最大长度变量比较,并更新该变量

5、返回最大长度变量

class Solution {public:    int lengthOfLongestSubstring(string s) {        unordered_map hash;//创建hash表        int left = 0;//左指针        int maxLen = 0;                for(int right = 0; right < s.size(); ++right){//遍历字符串s            if(hash.find(s[right]) != hash.end() && left <= hash[s[right]]){//若当前字符在哈希表中存在                left = hash[s[right]] + 1;//获取当前字符在哈希表中对应的值,该值为字符在s中的索引,将左指针移动到此处                //即若当前字符在哈希表中存在,我们需要将left指针指到重复字符s[right]上次出现的位置,然后加1来跳过它            }            //对应情况:1、当前字符在哈希表中不存在/2、跳转left指针至重复值第一次出现位置之后,更新当前字符在哈希表中的位置信息            hash[s[right]] = right;//添加字符到哈希表/更新信息            if(right - left + 1 > maxLen) maxLen = right - left + 1;//更新当前最大长度        }        return maxLen;    }};

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