面试经典150题——无重复字符的最长子串

我生来就是高山而非溪流,我欲于群峰之巅俯视平庸的沟壑

snow covered mountain under blue sky during daytime

1. 题目描述

2.  题目分析与解析

2.1 思路一——暴力解法

看到这个题目,我们是不是发现和上一篇内容刚刚讲过的长度最小的子数组题目很像?首先自然的暴力解法,就是遍历字符串的每一个字符,从当前位置开始前向后尝试,找到最长的不含有重复字符的长度,最后得到的所有起始点长度中最大的就是题目的解。

思路:

  • 使用两层for循环,外层for从字符串每个起点开始

  • 内层for循环不断向后移动,找到起点到目前位置的最长不含重复字符串

2.2 思路二——滑动窗口

和上一篇文章讲的一样,我们是不是也可以利用滑动窗口的性质,减少在窗口内部的内容的对比,从而提升时间复杂度?根据滑动窗口的思想,我们首先定义两个指针,表示窗口的头和尾部。从头开始遍历字符串的第一个字符,尾部指针从第二个字符开始,只要发现当前字符和窗口内的字符都不相等,就将尾部指针向后移动。当发现尾部指针开始指向和窗口内某一个字符相同时,头部指针就向后移动,直到剔除窗口中原有的那个相同的字符。然后继续重复上述过程。

思路:

  • 一层for循环,尾部指针当发现当前字符和窗口内字符都不相同就把其加入窗口

  • 当发现字符相同,记录不相同字符串长度,从头部不断移除字符,直到串口内部的字符串又不相同

  • 继续移动尾部指针扩充窗口

3. 代码实现

3.1 暴力求解

3.2 滑动窗口

当然代码还能继续优化,就是将s.substring(head, end).contains(s.substring(end, end + 1))使用hash来判断,因为字符串判断子串是很耗时的。改动后如下:

4. 相关复杂度分析

4.1 暴力求解

  • 时间复杂度:O(n^2),其中 n 是字符串的长度。需要遍历每个下标作为子串的开始下标,对于每个开始下标,需要遍历其后面的下标得到长度最大的不包含重复字符的字符串。

  • 空间复杂度:O(1)。

4.2 滑动窗口

  • 时间复杂度:O(n),其中 n 是字符串的长度。指针 head和end 最多各移动 n 次。

  • 空间复杂度:O(1)。

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