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3. 无重复字符的最长子串


3. 无重复字符的最长子串

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题目

Given a string s, find the length of the longest substring without repeating characters.

Example 1:

Input: s = "abcabcbb"

Output: 3

Explanation: The answer is "abc", with the length of 3.

Example 2:

Input: s = "bbbbb"

Output: 1

Explanation: The answer is "b", with the length of 1.

Example 3:

Input: s = "pwwkew"

Output: 3

Explanation: The answer is "wke", with the length of 3.

Notice that the answer must be a substring, "pwke" is a subsequence and not a substring.

Constraints:

  • 0 <= s.length <= 5 * 10^4
  • s consists of English letters, digits, symbols and spaces.

题目大意

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。

子字符串 是字符串中连续的 非空 字符序列。

解题思路

这一题可以使用 滑动窗口 技巧来解决。

  1. 定义滑动窗口

    • 使用两个指针 leftright 来表示滑动窗口的左右边界。滑动窗口会随着指针的移动而扩大或收缩。
    • 维护一个 window 对象,记录当前窗口中各字符出现的频次。
  2. 扩展右指针

    • 每次将右指针 right 向右移动一格,将对应的字符加入 window,更新该字符的出现次数。
  3. 收缩左指针

    • 如果当前字符已经在窗口中出现了不止一次(即 window[c] > 1),说明当前窗口中有重复字符。此时我们要通过移动左指针 left 来缩小窗口,直到去掉重复的字符,保证窗口内每个字符只出现一次。
  4. 记录结果

    • 每次调整完窗口后,检查当前窗口的大小,并更新最长子串的长度 res
  5. 终止条件

    • 当右指针遍历到字符串的末尾时,循环结束,返回 res 即为最长不含重复字符的子串长度。

详细的滑动窗口答题框架讲解,可阅读 《3.11 滑动窗口》

复杂度分析

  • 时间复杂度O(n),其中 n 是字符串 s 的长度。

    • 外层的 while 循环遍历字符串 s,每个字符最多只会被左指针和右指针访问一次。因此,整个滑动窗口算法的时间复杂度为 O(n),因为每个字符至多只会被访问两次(一次右指针移动,一次左指针移动)。
    • 更新 window 和比较操作都是常数时间操作 O(1),不会影响整体复杂度。
  • 空间复杂度O(1)

    • 虽然在 window 中存储字符的频次,但 window 最多只会包含 128 个 ASCII 字符,因此空间复杂度为 O(1),与字符串 s 的长度无关。
    • 其他变量如 leftrightres 以及中间变量 cd 都只占用常数空间。

代码

滑动窗口框架
/**
 * @param {string} s
 * @return {number}
 */
var lengthOfLongestSubstring = function (s) {
	let window = {}, // 记录窗口内字符的频次
		left = 0, // 左指针
		right = 0, // 右指针
		res = 0; // 记录最长子串的长度

	// 遍历字符串
	while (right < s.length) {
		let c = s[right]; // 当前右指针指向的字符
		right++; // 右指针向右移动
		window[c] = (window[c] || 0) + 1; // 统计当前字符的频次

		// 如果窗口内有重复字符,收缩窗口
		while (window[c] > 1) {
			let d = s[left]; // 左指针指向的字符
			left++; // 左指针向右移动,缩小窗口
			window[d]--; // 减少窗口内字符频次
		}

		// 更新结果,记录最大长度
		res = Math.max(res, right - left);
	}

	return res; // 返回最长不含重复字符的子串长度
};

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