LeetCode 滑动窗口系列问题总结：无重复字符的最长子串、最小覆盖子串、至多包含两个不同字符的最长子串等

对于查找字符串中的最小子串、最长子串、最小覆盖子串等问题，我们可以通过使用 HashSet 作为滑动窗口，我们可以用 O(1)的时间来完成对字符是否在当前的子字符串中的检查。

滑动窗口是数组/字符串问题中常用的抽象概念。 窗口通常是在数组/字符串中由开始和结束索引定义的一系列元素的集合，即 [i, j)（左闭，右开）。而滑动窗口是可以将两个边界向某一方向“滑动”的窗口。例如，我们将 [i, j)向右滑动 11 个元素，则它将变为 [i+1, j+1)（左闭，右开）。

因此，我们使用 HashSet 将字符存储在当前窗口 [i, j)（最初 j = i）中。 然后我们向右侧滑动索引 j，如果它不在 HashSet 中，我们会继续滑动 j。直到 s[j] 已经存在于 HashSet 中。此时，我们找到的没有重复字符的最长子字符串将会以索引 i开头。如果我们对所有的 i 这样做，就可以得到答案。

对于求无重复字符的最长子串问题：

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 1:

输入: “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: “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: “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。

python代码实现：

class Solution:
class Solution:
    def lengthOfLongestSubstring(self, s: str) -> int:
        if not s:return 0
        left = 0
        lookup = set()
        n = len(s)
        max_len = 0
        cur_len = 0
        for i in range(n):
            cur_len += 1
            while s[i] in lookup:
                lookup.remove(s[left])
                left += 1
                cur_len -= 1
            if cur_len > max_len:max_len = cur_len
            lookup.add(s[i])
        return max_len

C++代码：

class Solution {
public:
    int lengthOfLongestSubstring(string s) {
        if(s.size() == 0) return 0;
        unordered_set<char> lookup;
        int maxStr = 0;
        int left = 0;
        for(int i = 0; i < s.size(); i++){
            while (lookup.find(s[i]) != lookup.end()){
                lookup.erase(s[left]);
                left ++;
            }
            maxStr = max(maxStr,i-left+1);
            lookup.insert(s[i]);
    }
        return maxStr;
        
    }
};

最小覆盖子串

给定一个数组 nums，有一个大小为 k 的滑动窗口从数组的最左侧移动到数组的最右侧。你只可以看到在滑动窗口内的 k 个数字。滑动窗口每次只向右移动一位。

返回滑动窗口中的最大值。

示例:

输入: nums = [1,3,-1,-3,5,3,6,7], 和 k = 3
输出: [3,3,5,5,6,7]

提示：

你可以假设 k 总是有效的，在输入数组不为空的情况下，1 ≤ k ≤ 输入数组的大小。

Python代码：

class Solution:
    def minWindow(self, s: 'str', t: 'str') -> 'str':
        from collections import defaultdict
        lookup = defaultdict(int)
        for c in t:
            lookup[c] += 1
        start = 0
        end = 0
        min_len = float("inf")
        counter = len(t)
        res = ""
        while end < len(s):
            if lookup[s[end]] > 0:
                counter -= 1
            lookup[s[end]] -= 1
            end += 1
            while counter == 0:
                if min_len > end - start:
                    min_len = end - start
                    res = s[start:end]
                if lookup[s[start]] == 0:
                    counter += 1
                lookup[s[start]] += 1
                start += 1
        return res

至多包含两个不同字符的最长子串

Python代码：

class Solution:
    def lengthOfLongestSubstringTwoDistinct(self, s: str) -> int:
        from collections import defaultdict
        lookup = defaultdict(int)
        start = 0
        end = 0
        max_len = 0
        counter = 0
        while end < len(s):
            if lookup[s[end]] == 0:
                counter += 1
            lookup[s[end]] += 1
            end +=1
            while counter > 2:
                if lookup[s[start]] == 1:
                    counter -= 1
                lookup[s[start]] -= 1
                start += 1
            max_len = max(max_len, end - start)
        return max_len