LeetCode 无重复字符的最长子串 打败100%的人

😀前言
LeetCode上的“无重复字符的最长子串”问题要求我们找到给定字符串中不包含重复字符的最长子串的长度。这个问题是一个典型的滑动窗口技巧的应用，需要有效地处理字符出现的情况来找到解决方案。
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在本解决方案中，我们将探讨两种不同的算法实现来解决这个问题。首先，我们将使用基本方法来解决问题，然后进一步优化以获得更好的时间复杂度。

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LeetCode 无重复字符的最长子串 打败100%的人

🤔无重复字符的最长子串

力扣官方题解

方法一：滑动窗口

思路和算法

我们先用一个例子考虑如何在较优的时间复杂度内通过本题。

我们不妨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：

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+1k+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 ，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。

判断重复字符

在上面的流程中，我们还需要使用一种数据结构来判断 是否有重复的字符，常用的数据结构为哈希集合

在左指针向右移动的时候，我们从哈希集合中移除一个字符，在右指针向右移动的时候，我们往哈希集合中添加一个字符。

 public int lengthOfLongestSubstring(String s) {// 哈希集合，记录每个字符是否出现过Set<Character> occ = new HashSet<Character>();int n = s.length();// 右指针，初始值为 -1，相当于我们在字符串的左边界的左侧，还没有开始移动int rk = -1, ans = 0;for (int i = 0; i < n; ++i) {if (i != 0) {// 左指针向右移动一格，移除一个字符occ.remove(s.charAt(i - 1));}while (rk + 1 < n && !occ.contains(s.charAt(rk + 1))) {// 不断地移动右指针occ.add(s.charAt(rk + 1));++rk;}// 第 i 到 rk 个字符是一个极长的无重复字符子串ans = Math.max(ans, rk - i + 1);}return ans;}

优秀思路

这个打败100%

自己思路

首先因为字母表最大ASCLL为128所以我们就初始化128个空间并且假设全部没有出现为0，但是在数组中我们是0开头的所以什么设置为-1

其次我们设置 长度0 最大个数0 开始位置0

重点

我们开始循环 aabcd

i 代表我们是到那个字符了

首先我们读取每个字符的ASCLL值 赋值到index

然后我们开始计算 起始位置 如果这个字符出现过我们就更新起始实位置 last[index]上一次出现的位置 +1是 代表字符串内字符不能重复，所以要从上一次出现位置的下一个位置开始

如aabcd 第一个a 出现过一次 所以在 last[index] 的位置为 0 因为出现过一次了所以我们就从 第二个a 开始 就是 last[index]+1 以此类推

再是 我们比较 最大子串和 当前位置 i - 开始位置看谁最长 注意这个加1是代表次数 因为我们是从0开始 但是计数是从1开始 所以要+1

最后 我们记录这个字符在这个字符串中的位置 注意这个是字符串的位置是从0开始的

总结

要注意 计数 和在字符串 的位置 一个是从0 开始 一个是从 1开始 这就是为什么需要i - start + 1需要+1的原因

    public int lengthOfLongestSubstring(String s) {// 记录字符上一次出现的位置int[] last = new int[128];for(int i = 0; i < 128; i++) {last[i] = -1;}int n = s.length();int res = 0;int start = 0; // 窗口开始位置for(int i =0 ; i < n; i++) {int index = s.charAt(i);start = Math.max(start, last[index] + 1);res   = Math.max(res, i - start + 1);last[index] = i;}return res;}

再优化一下

大体逻辑是差不多的这里注意说一下区别

这里没有赋值是利用了java在初始化数组的时候是默认分配0

last[index] = i+1; 代表着这个字符出现的位置 比如 aabcd 第一个a 它的位置是 i+1=1次 到第二个a的时候就是 i=1
所以 start = Math.max(start, last[index])直接是从1开始 然后重新记录a的位置是 i+1=2 以此类推
注意这个是从 1开始的 不是0 包括后面 res也是从1开始 不是0

总结

要注意区分 统计 和 数组位置 以及 从1开始的位置

// 记录字符上一次出现的位置int[] last = new int[128];
//        for(int i = 0; i < 128; i++) {
//            last[i] = -1;
//        }int n = s.length();int res = 0;int start = 0; // 窗口开始位置for(int i = 0; i < n; i++) {int index = s.charAt(i);start = Math.max(start, last[index]);res   = Math.max(res, i + 1 - start );last[index] = i+1;}return res;

😄总结

基本实现：

1. 初始化大小为128的数组last（表示ASCII字符）来跟踪每个字符上次出现的索引位置。将last中的所有元素初始化为-1，表示尚未见过任何字符。

2. 从左到右遍历输入字符串s。

3. 对于s中索引为i的字符，计算其ASCII值并将其存储在index变量中。

4. 更新start变量，使其成为当前值和last[index] + 1中的较大者。这一步确保start表示当前不包含重复字符的子串的起始位置。

5. 更新res变量，使其成为当前值和i + 1 - start中的较大者。这一计算找到了当前不包含重复字符的子串的长度，并与先前的最大长度进行比较。

6. 更新last[index]为i + 1，记录字符在字符串中的最近位置。

7. 重复步骤3-6，直到处理完整个字符串。

8. 最终的res值将表示输入字符串s中不包含重复字符的最长子串的长度。

优化实现：

1. 优化版本的解决方案消除了不必要的last数组初始化，并相应地调整了计算。还利用了Java默认使用零初始化数组的特性。

2. 通过进行这些优化，代码变得更加简洁，并且在内存使用和代码简洁性方面都得到了改善。

3. 这两种实现都提供了正确的答案，但优化版本在内存使用和代码简洁性方面都具有更高的效率。

这些实现为解决LeetCode上的“无重复字符的最长子串”问题提供了清晰而高效的方法，展示了滑动窗口技巧和字符出现情况跟踪的应用。

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