算法 LC 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 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。

题解

思路1: 暴力枚举
i从0开始枚举，枚举以str[i]开头的不重复字符串
以哈希表判重

// OC
+ (int)lengthOfLongestSubstring1:(NSString *)str {
    int maxlen = 0;
    
    for (int i=0; i

// Swift
    static public func lengthOfLongestSubstring1(_ s:String) -> Int {
        var maxlen = 0
        let sArr = Array(s)
        let n = sArr.count

        for i in 0..

思路2: 滑动窗口
很明显暴力枚举是有很多无效操作的，我们可以对它进行优化
我们以abcabcbb为例
以(a)bcabcbb 开始的最长字符串为(abc)abcbb；
以a(b)cabcbb 开始的最长字符串为a(bca)bcbb；
以ab(c)abcbb 开始的最长字符串为ab(cab)cbb；
以abc(a)bcbb 开始的最长字符串为abc(abc)bb；
以abca(b)cbb 开始的最长字符串为abca(bc)bb；
以abcab(c)bb 开始的最长字符串为abcab(cb)b；
以abcabc(b)b 开始的最长字符串为abcabc(b)b；
以abcabcb(b) 开始的最长字符串为abcabcb(b)。

我们发现，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！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+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。

// OC
+ (int)lengthOfLongestSubstring2:(NSString *)str {
    int maxlen = 0;
    int rk = 0;
    // 哈希集合，记录每个字符是否出现过
    NSMutableArray *hashArr = [[NSMutableArray alloc] init];
    
    for (int i=0; i 0) {
            //  左指针向右移动一格，移除一个字符
            [hashArr removeObjectAtIndex:0];
        }
        
        while (rk < str.length && ![hashArr containsObject:[str substringWithRange:NSMakeRange(rk, 1)]]) {
            // 不断地移动右指针
            [hashArr addObject:[str substringWithRange:NSMakeRange(rk, 1)]];
            rk ++;
        }
        // 第 i 到 rk 个字符是一个极长的无重复字符子串
        maxlen = MAX(maxlen, rk-i);
        
    }
    return maxlen;
}

// Swift
    static public func lengthOfLongestSubstring2(_ s:String) -> Int {
        var maxlen = 0
        let sArr = Array(s)
        let n = sArr.count
        // 哈希集合，记录每个字符是否出现过
        var hashset = [String]()
        // 右指针，初始值为 0
        var rk = 0
        
        for i in 0.. 0 {
                hashset.remove(at: 0)
            }
            
            while(rk

思路3: 双指针
假设两个指针left，right，分别表示不重复字串的开始位置和结束位置。left,right初始为0，初始化一个哈希表记录不重复的字符，如果哈希表不包含s[right],则right指针右移(+1)且计算最大子串,如果哈希表包含s[right],则left指针不停的右移(+1)且哈希表移除对应的字符

// OC
+ (int)lengthOfLongestSubstring3:(NSString *)str {
    int maxlen = 0;
    int left = 0;
    int right = 0;
    // 哈希集合，记录每个字符是否出现过
    NSMutableArray *hashArr = [[NSMutableArray alloc] init];
    
    while (left

// Swift
    static public func lengthOfLongestSubstring3(_ s:String) -> Int {
        let sArr = Array(s)
        var maxlen = 0
        var left = 0
        var right = 0
        var tableDict = [String:Int]()
        while (left < sArr.count && right < sArr.count){
            if tableDict[String(sArr[right])] != nil {
                tableDict.removeValue(forKey: String(sArr[left]))
                left += 1
                
            }else{
                tableDict[String(sArr[right])] = 1
                right += 1
                maxlen = max(maxlen,tableDict.keys.count)
            }
        }
        
        return maxlen
        
    }

参考：https://leetcode-cn.com/problems/longest-substring-without-repeating-characters