LeetCode題庫整理【Java】

## 3 無重復字符的最長子串
題目：給定一個字符串，請你找出其中不含有重復字符的 最長子串 的長度。

示例 1:
輸入: “abcabcbb”
輸出: 3
解釋: 因為無重復字符的最長子串是 “abc”，所以其長度為 3。

示例 2:
輸入: “dvdf”
輸出: 1
解釋: 因為無重復字符的最長子串是 “vdf”，所以其長度為 3。

示例 3:
輸入: “pwwkew”
輸出: 3
解釋: 因為無重復字符的最長子串是 “wke”，所以其長度為 3。
請注意，你的答案必須是 子串 的長度，“pwke” 是一個子序列，不是子串。

方法：滑動窗口
我們先用一個例子來想一想如何在較優的時間復雜度內通過本題。

我們不妨以示例一中的字符串abcabcbb 為例，找出 從每一個字符開始的，不包含重復字符的最長子串，那么其中最長的那個字符串即為答案。對于示例一中的字符串，我們列舉出這些結果，其中括號中表示選中的字符以及最長的字符串：

以(a)bcabcbb 開始的最長字符串為 (abc)abcbb；
以a(b)cabcbb 開始的最長字符串為 a(bca)bcbb；
以ab(c)abcbb 開始的最長字符串為 ab(cab)cbb；
以abc(a)bcbb 開始的最長字符串為 abc(abc)bb；
以abca(b)cbb 開始的最長字符串為 abca(bc)bb；
以abcab(c)bb 開始的最長字符串為 abcab(cb)b；
以abcabc(b)b 開始的最長字符串為 abcabc(b)b；
以abcabcb(b) 開始的最長字符串為 abcabcb(b)。

從中可以發現，如果我們依次遞增地枚舉子串的起始位置，那么子串的結束位置也是遞增的！這里的原因在于，假設我們選擇字符串中的第 i 個字符作為起始位置，并且得到了不包含重復字符的最長子串的結束位置為 rp。那么當我們選擇第 i+k 個字符作為起始位置時，首先從 i+k 到 rp 的字符顯然是不重復的，并且由于少了原本的第 k 個字符，我們可以嘗試繼續增大 rp ，直到右側出現了重復字符為止。

我們使用兩個指針表示字符串中的某個子串的左右邊界。其中左指針代表著上文中**「枚舉子串的起始位置 i」**，而右指針即為上文中的 rp ；

在每一步的操作中，我們會將左指針向右移動一格，表示 我們開始枚舉下一個字符作為起始位置，然后我們可以不斷地向右移動右指針，但需要保證這兩個指針對應的子串中沒有重復的字符。在移動結束后，這個子串就對應著 以左指針開始的，不包含重復字符的最長子串。我們記錄下這個子串的長度；

在枚舉結束后，我們找到的最長的子串的長度即為答案。

在上面的流程中，我們還需要使用一種數據結構來判斷是否有重復的字符，常用的數據結構為哈希集合（即 C++ 中的 std::unordered_set，Java 中的 HashSet，Python 中的 set, JavaScript 中的 Set）。在左指針向右移動的時候，我們從哈希集合中移除一個字符，在右指針向右移動的時候，我們往哈希集合中添加一個字符。

LeetCode的官網中關于 滑動窗口 也有視頻及文字題解

以下代碼與官網版本略有差異，并通過了測試，僅供參考

class Solution {public int lengthOfLongestSubstring(String s) {//len記錄窗口滑動過程中存儲的當前無重復字符的最長子串長度int len=0;//哈希集合，記錄每個字符是否出現過HashSet<Character> set = new HashSet<Character>();int n = s.length();//右指針，初始值為0，相當于我們在字符串的左邊界，還未開始移動int rp = 0;for(int i=0; i<n; i++) { //i就相當于左指針，從0開始if(i!=0) {set.remove(s.charAt(i-1));}while(rp<n && !set.contains(s.charAt(rp)) ) {set.add(s.charAt(rp));++rp;}len = Math.max(len, (rp-1)-i+1);}return len;} }

測試結果：

在代碼調試過程中，尤其需要注意指針rp的位置，防止數組越界及使用哈希表判斷有無重復字符時出現異常錯誤

使用自己的Eclipse測試的完整代碼：

/*003 無重復字符的最長子串*/ package leet.code;import java.util.HashSet; import java.util.Scanner;public class LongestSubstring {public static void main(String[] args) {// TODO Auto-generated method stubLongestSubstring ls = new LongestSubstring();@SuppressWarnings("resource")Scanner sc = new Scanner(System.in);String str = sc.nextLine();int len = ls.lengthOfLongestSubstring(str);System.out.println(len);}public int lengthOfLongestSubstring(String s) {//len記錄窗口滑動過程中存儲的當前無重復字符的最長子串長度int len=0;//哈希集合，記錄每個字符是否出現過HashSet<Character> set = new HashSet<Character>();int n = s.length();//右指針，初始值為-1，相當于我們在字符串的左邊界，還未開始移動int rp = 0;for(int i=0; i<n; i++) { //i就相當于左指針，從0開始if(i!=0) {//左指針右移時，要移除哈希表中的一個字符，在s中下標為i-1set.remove(s.charAt(i-1));}while(rp<n && !set.contains(s.charAt(rp)) ) {//指針右移過程中，若字符不重復，則往哈希表中添加一個字符set.add(s.charAt(rp));++rp;}len = Math.max(len, (rp-1)-i+1);//rp跳出while時向右移到了有重復字符的地方，計算Len時需要減1}return len;} }

總結

以上是生活随笔為你收集整理的LeetCode题库整理【Java】—— 3 无重复字符的最长子串的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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