leetcode-最長子字符串的長度


問題描述:

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: "bbbbb"

輸出: 1

解釋: 因為無重復字符的最長子串是 "b",所以其長度為 1。

我的解答:

class Solution {
    public static int lengthOfLongestSubstring(String s) {
        //思路:
        //1.因為需要統計無重復字符,所以想到用hashmap,因為hashmap中的key是唯一的
        //2.將字符串轉換成字符數組並遍歷
        //3.若當前字符不在hashmap中,則加入該字符,並將value設為1
        //4.若當前字符已在hashmap中,則計算hashmap中的key個數,賦值給max,hashmap的所有元素清空
        //5.從重復的前一個字符的下一個字符開始,繼續向下遍歷,重復上述步驟,直到遇到第二個max,與上一個max比較,將最大值賦值給max
        //6.重復上述步驟
        int max = 0;
        char[] chars = s.toCharArray();
        HashMap<Character, Integer> hm = new HashMap<>();
        for (int i = 0; i < chars.length; i++){
            char c = chars[i];
            //如果hm中不存在c,或者value為0
            if (hm.get(c) == null || hm.get(c) == 0) {
                hm.put(c, 1);
            }
            //如果已經存在
//            if(hm.get(c)>=1){
            else {
                int count = hm.keySet().size();
                //從重復的下一個字符開始
                i-=count;
                //更新max
                max = Math.max(max, count);
                //清空hm
                hm.clear();
            }

        }
       return max;
    }
}

運行錯誤!!!

分析:

(1)當字符串中含有空格" "時,程序則會出錯!但是在我的IDEA中出現空格程序則不會出錯,發現IDEA在方法參數String s前面有一個注解@NotNull,但是在leetcode中不允許           出現該注解!嘗試解決,未成功。

(2)每當遇到重復字符,就要從i-count+1開始重新進行for循環,重新加入hashmap,所以時間復雜度較高!

(3)不用先將字符串轉換成數組再遍歷,可以直接用charAt()方法遍歷!

正確解答:

(1)暴力枚舉法:

假設我們有一個函數 boolean allUnique(String substring) ,如果子字符串中的字符都是唯一的,它會返回 true,否則會返回 false。 我們可以遍歷給定字符串 s 的所有可能的子字符串並調用函數 allUnique。 如果事實證明返回值為 true,那么我們將會更新無重復字符子串的最大長度的答案。

 

public class Solution {
    public int lengthOfLongestSubstring(String s) {
        int n = s.length();
        int ans = 0;
        for (int i = 0; i < n; i++)
            for (int j = i + 1; j <= n; j++)
                if (allUnique(s, i, j)) ans = Math.max(ans, j - i);
        return ans;
    }

    public boolean allUnique(String s, int start, int end) {
        Set<Character> set = new HashSet<>();
        for (int i = start; i < end; i++) {
            Character ch = s.charAt(i);
            if (set.contains(ch)) return false;
            set.add(ch);
        }
        return true;
    }
}
時間復雜度:(n^3)O(n^

 

(2)滑動窗口:

滑動窗口是數組/字符串問題中常用的抽象概念。 窗口通常是在數組/字符串中由開始和結束索引定義的一系列元素的集合,即 [i, j)[i,j)(左閉,右開)。而滑動窗口是可以將兩個邊界向某一方向“滑動”的窗口。例如,我們將 [i, j)[i,j) 向右滑動 11 個元素,則它將變為 [i+1, j+1)[i+1,j+1)(左閉,右開)。

回到我們的問題,我們使用 HashSet 將字符存儲在當前窗口 [i, j)[i,j)(最初 j = ij=i)中。 然后我們向右側滑動索引 jj,如果它不在 HashSet 中,我們會繼續滑動 jj。直到 s[j] 已經存在於 HashSet 中。此時,我們找到的沒有重復字符的最長子字符串將會以索引 ii 開頭。如果我們對所有的 ii 這樣做,就可以得到答案。

public class Solution {
    public int lengthOfLongestSubstring(String s) {
        int n = s.length();
        Set<Character> set = new HashSet<>();
        int ans = 0, i = 0, j = 0;
        while (i < n && j < n) {
            // try to extend the range [i, j]
            if (!set.contains(s.charAt(j))){
                set.add(s.charAt(j++));
                ans = Math.max(ans, j - i);
            }
            else {
                set.remove(s.charAt(i++));
            }
        }
        return ans;
    }
}
O(2n)=O(n)

(3)優化的滑動窗口

上述的方法最多需要執行 2n 個步驟。事實上,它可以被進一步優化為僅需要 n 個步驟。我們可以定義字符到索引的映射,而不是使用集合來判斷一個字符是否存在。 當我們找到重復的字符時,我們可以立即跳過該窗口。

也就是說,如果 s[j] 在 [i, j)范圍內有與 j'重復的字符,我們不需要逐漸增加 i。 我們可以直接跳過 [i,j'] 范圍內的所有元素,並將 i變為 j' + 1。

public class Solution {
    public int lengthOfLongestSubstring(String s) {
        int n = s.length(), ans = 0;
        Map<Character, Integer> map = new HashMap<>(); // current index of character
        // try to extend the range [i, j]
        for (int j = 0, i = 0; j < n; j++) {
            if (map.containsKey(s.charAt(j))) {
                i = Math.max(map.get(s.charAt(j)), i);
            }
            ans = Math.max(ans, j - i + 1);
            map.put(s.charAt(j), j + 1);
        }
        return ans;
    }
}

作者:LeetCode
鏈接:https://leetcode-cn.com/problems/longest-substring-without-repeating-characters/solution/wu-zhong-fu-zi-fu-de-zui-chang-zi-chuan-by-leetcod/
來源:力扣(LeetCode)
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分析:

(1)其實博主一開始就像的用第三種方法做,但是被如何清除前面的[i,j')元素難到了,因為考慮到hashmap中的數據並不一定是有序的,於是換了一種思路,直接將hashmap清空,然后從i-count+1開始重新循環。而LeetCode直接將hashmap中的值設為窗口隊列的索引值,這一點是非常漂亮的,可以直接通過索引值將i重定位,非常具有啟發意義!!

(2)一開始想不通為什么 i = Math.max(map.get(s.charAt(j)), i);而不是i = Math.max(map.get(s.charAt(j)), i)+1;后來才明白在put的時候已經j+1,所以這里不用再+1了。

(3)寫代碼要盡量簡潔,不要啰里啰唆,向LeetCode學習!!!

(4)接觸了滑動窗口,又學到新知識啦好開心哈哈哈!

 

 


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