LeetCode(3) ---- Longest Substring Without Repeating Characters

Problem

Given a string, find the length of the longest substring without repeating characters.
Examples:
Given "abcabcbb", the answer is "abc", which the length is 3.
Given "bbbbb", the answer is "b", with the length of 1.
Given "pwwkew", the answer is "wke", with the length of 3. Note that the answer must be a substring, "pwke" is a subsequence and not a substring.

大致意思:给定一个字符串,找到其中最大不重复子串,返回其长度。

My View

一开始的思路就是暴力解决,两个循环来检查是否满足条件,然后就有了下面的代码

class Solution {
    public int lengthOfLongestSubstring(String s) {
        if(s.equals("")){
           return 0;    
        }else{
        int count;
        int ecount = 0;
        for(int i = 0;i<s.length(); i++){
            count = 1;
            for(int j = i+1; j < s.length(); j++){
              if(s.substring(i,j).contains(String.valueOf(s.charAt(j)))){
                  break; 
              }
                count++;
            }
         if(count > ecount){
             ecount = count;
         } 
        }
        return ecount;     
    }
  }
}

很可惜,


得到了这样的结果,982/983,最后一组数据因为太长,规定时间耗尽,然后不符合题目要求。
第一反应是HashMap,因为刚做做过的第一题优解是采用HashMap的,可是搞了半天还是搞不明白,对Hashmap了解甚少……感觉Java白学了,挖个坑复习去。

Solution

solution1

那么下面是官方的solution

To enumerate all substrings of a given string, we enumerate the start and end indices of them. Suppose the start and end indices are ii and jj, respectively. Then we have 0 \leq i \lt j \leq n0≤i<j≤n (here end index jj is exclusive by convention). Thus, using two nested loops with ii from 0 to n - 1n−1 and jj from i+1i+1 to nn, we can enumerate all the substrings of s.
To check if one string has duplicate characters, we can use a set. We iterate through all the characters in the string and put them into the set one by one. Before putting one character, we check if the set already contains it. If so, we return false. After the loop, we return true.

具体的意思就是建立一个双层循环,来取得子字符串,然后通过检查函数来检查此字符串满不满足条件,而检查函数的写法是通过一个set集合来储存被比较值,然后不断拿比较值来比较是否存在。

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;
    }
}

可以看到allUnique函数,建立一个数据集,然后在比较范围内,没有包含字符就添加进结果集,有包含的话直接返回false。
然后通过max来找到最后的最大值。

由于用了三层循环,所以是O(n​3​​)的复杂度,结果自然是[Time Limit Exceeded]了。

solution2

然后官方第二种solution
Sliding Window(滑动窗口)

The naive approach is very straightforward. But it is too slow. So how can we optimize it?

上来就来一句:明显的嘲讽……

In the naive approaches, we repeatedly check a substring to see if it has duplicate character. But it is unnecessary. If a substring s_{ij}
​​ from index ii to j - 1j−1 is already checked to have no duplicate characters. We only need to check if s[j] is already in the substring s_{ij}

那么这里的意思是,如果我们已经检查了某个字串不含重复字符的话,就不用在多检查一次了,而我们用双层循环的时候,其实是对已经检查过的串又检查一遍。

By using HashSet as a sliding window, checking if a character in the current can be done in O(1).

这里就给出了解决方案,用一个HashSet集合来作为一个滑动窗口来检查字符串,可以降低我们的复杂度,那么突破点也就在这。

A sliding window is an abstract concept commonly used in array/string problems.

那么滑动窗口多用来解决一些数组或者字符串的问题,是一个抽象的概念

Back to our problem. We use HashSet to store the characters in current window [i, j) (j ==i initially). Then we slide the index j to the right. If it is not in the HashSet, we slide j further. Doing so until s[j] is already in the HashSet. At this point, we found the maximum size of substrings without duplicate characters start with index ii. If we do this for all ii, we get our answer.

回到问题中,我们用哈希集合来储存一个[i,j)区间的子串作为一个窗口,然后我们移动右边值,如果发现的新值不在集合里就接着找,直到找到一个在集合里已经有的值,记录下此时的不重复长度,那么接下来把窗口左值向右移动就可以遍历完所有的子串。从而最后得到我们的最大值。

接下来代码

public class Solution {
    public int lengthOfLongestSubstring(String s) {
       //取得字符串长度 
       int n = s.length();
      //建立HashSet
        Set<Character> set = new HashSet<>();
        int ans = 0, i = 0, j = 0;
        
       //遍历字符串
        while (i < n && j < n) {
            // try to extend the range [i, j]
           //如果数据集不包含查找到的新字符 
           //就把他放到集合里
           if (!set.contains(s.charAt(j))){
                set.add(s.charAt(j++));
                //返回可以找到的最大值
                ans = Math.max(ans, j - i);
            }
            else {
               //否则本次查找结束,窗口左边向右移动
                set.remove(s.charAt(i++));
            }
        }
        return ans;
    }
}

那么很显然这个算法的复杂度是O(n),那么空间复杂度的话,是取决于Hash占用的,当然也取决于字符串的长度。

在这里会发现Hash在解决数组或字符串问题上很有用,完全可以替代两层循环的复杂度,在下面官方还给了一个滑动窗口改进版,

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;
    }
}

太深奥,慢慢理解吧。

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 203,324评论 5 476
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 85,303评论 2 381
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 150,192评论 0 337
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 54,555评论 1 273
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 63,569评论 5 365
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,566评论 1 281
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 37,927评论 3 395
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,583评论 0 257
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 40,827评论 1 297
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,590评论 2 320
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,669评论 1 329
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,365评论 4 318
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 38,941评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,928评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,159评论 1 259
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 42,880评论 2 349
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,399评论 2 342

推荐阅读更多精彩内容