leetCode-3: 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

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。

解题思路

方法一：双指针法（滑动窗口）

步骤

（1）设置变量 i 和 left 来控制滑动窗口的大小，left 控制左边界，i 控制右边界，result 作为最终返回的最长子字符串的大小；
（2）开辟 O(n) 的空间使用 HashMap 来临时存放子串，子串的范围便是 [left, num]；
（3）使用控制右边界的变量 i 去遍历整个字符串；
（4）如果 map 中没有下标 i 所对应的字符，则将该字符作为 map 的 key，下标 i 作为 map 的 value 存放到 map 中；
（5）如果 map 中有当前下标 i 所对应的字符，则更新 map 中该 key 对应的 value 值为 i，并将 left 移动至 i 处，表示滑动窗口左边界移动；
（6）每次循环之后给 result 重新赋值，取 (i - left + 1) 与当前 result 的最大值，赋值给 result，最后返回 result 即为最终结果。
说明：若存在字符串"tmmzuxt"，则有以下处理过程：
初始值：left = 0，result = 0，map 为空
第一步：left = 0，i = 0，map 中无 't' 元素，则存储，result = 1，此时滑动窗口的边界为 [0，0]；
第二步：left = 0，i = 1，map 中无 'm' 元素，则存储，result = 2，此时滑动窗口的边界为 [0，1]；
第三步：left = 0，i = 2，map 中有 'm' 元素，value 为 1，更新其 value 为 2，并使 left = i = 2，此时滑动窗口的边界为 [2，2]；
第三步：left = 2，i = 3，map 中无 'z' 元素，则存储，result = 2，此时滑动窗口的边界为 [2，3]；
第四步：left = 2，i = 4，map 中无 'u' 元素，则存储，result = 3，此时滑动窗口的边界为 [2，4]；
第五步：left = 2，i = 5，map 中无 'x' 元素，则存储，result = 5，此时滑动窗口的边界为 [2，5]；
第六步：left = 2，i = 6，map 中无 't' 元素，则存储，result = 5，此时滑动窗口的边界为 [2，6]；
最终返回 result = 6，此时最长子串为 "mzuxt"。

时间复杂度

只需要遍历一次字符串，故时间复杂度为 O(n)，但是因使用了空间换时间的方法，所以空间复杂度为 O(n).

代码展示

package com.jx.leetcode.medium;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

/**
 * LeetCode第三题：无重复字符的最长子串
 * @author jiaoxian
 */
public class LengthOfLongestSubstring {

    public static int lengthOfLongestSubstring(String s) {
        if (s.length() == 0) {
            return 0;
        }
        int result = 0;
        int left = 0;
        Map<Character, Integer> map = new HashMap<>();
        for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
            if (map.containsKey(s.charAt(i))) {
                left = Math.max(map.get(s.charAt(i)) + 1, left);
                map.put(s.charAt(i), i);
            } else {
                map.put(s.charAt(i), i);
            }
            result = Math.max(i - left + 1, result);
        }
        return result;
    }

    public static void main(String[] args) {
        String s = "pwweke";
        Long startTime = System.currentTimeMillis();
        int result = lengthOfLongestSubstring(s);
        Long endTime = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("result = " + result);
        System.out.println("耗时:" + (endTime - startTime) + "ms");
    }

}