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)
(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) 著作權歸作者所有。商業轉載請聯系作者獲得授權,非商業轉載請注明出處。
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!