C++ 优先算法 —— 无重复字符的最长子串(滑动窗口)

目录

题目: 无重复字符的最长子串

1. 题目解析

2. 算法原理

Ⅰ. 暴力枚举

Ⅱ. 滑动窗口(同向双指针)

3. 代码实现

Ⅰ. 暴力枚举

Ⅱ. 滑动窗口


题目: 无重复字符的最长子串

1. 题目解析

题目截图:

此题所说的子串与长度最小的子数组题目中所说的子数组相当于一个概念,都是数组中连续的一段,区别在于子串是在一个字符串中,子数组是在一个整数数组中。

 题目中要求找到一个没有重复字符的子串,并返回它的长度。

所以看到这里有三个长度为3的子串且是最长的,所以返回3。

这里可以看出全是b,只能找到一个字符,并返回长度1,因为再往后扩展也是重复的了。

 所以,这道题的要求,并要求返回什么如上面所示。

2. 算法原理

这道题也有两种解法的:

  1. 暴力枚举
  2. 滑动窗口 

Ⅰ. 暴力枚举

暴力枚举也就是把所有子串都枚举出来,枚举子串的时候,以某一个位置为起点,然后向后枚举,再接着以另一个某一个位置为起点,再向后枚举,这里注意的是枚举并不是全部枚举,而是当枚举一个位置时,继续再向后枚举的时候,如果发现有重复的字符出现,那么就停止枚举,也就是说,以这个位置开头的只能枚举到这里了,然后统计长度,接下来才是枚举第二个开头的,一直把所有情况枚举到,最后找一个长度的最大值。 

这里的长度为2。 

这里长度为3,通过上面题目解析中已经得知这里最长长度就是3. 

固定每一个有可能的起始位置,然后依次向后扩展,直到扩展不能扩展为止,然后统计一下长度,把所有情况都枚举到,再统计一下最大值。
 

不过这里我们都是通过肉眼观察它们是否有重复的,但是程序中可不会直接就能观测到,这里就需要处理是否重复的细节问题了,可以借助开放定址法的hash表来解决重复问题,只需要把对应的字母映射到表上(遍历一个字符就让它映射到哈希表上),然后表里字母对应位置的数据统计它出现的次数,若是大于 1,那么它就重复。

所以这里的解法:暴力枚举+哈希表(表的数据存储的是字符出现的次数,为了判断字符是否重复出现)

这里时间复杂度:O(N²)。 

所以,暴力枚举:

 先判断 right 指向的字符在不在 hash表 里(也就是看表里对应的数据是不是大于 0),不在就放进去,然后 right 向后移动,再接着判断 right 指向的元素在不在,不在就放进去,right 再向后移动,重复上面的操作(不在就在表里对应的位置 +1,然后 right 后移)

再接着判断重复上面操作: 

判断不在,重复上面操作: 

此时判断不在,重复上面操作,这时right指向了第二个字符a:

当上面right 到 a 时,字符先前已经存在于哈希表里了,这时候就要停止枚举操作,"deabc"的长度就是以d开头的能得到无重复字符串的子串的最长长度。

接下来,让left换一个位置,left后移动一位,此时再让right回退至left的位置:

接下来继续重复上面的操作,直到把所有符合条件的情况枚举出来,统计长度,再获取最长的那个长度返回即可。 

Ⅱ. 滑动窗口(同向双指针)

在上面暴力枚举种,我们发现有些情况是可以优化的,我们发现如下的情况:

这时left再往下一个移动的时候,这时到了字符a,让right回退到left,再继续枚举发现还是会到同一个a位置停止枚举,当left跳过了第一个出现的字符a之后,停止枚举的位置就发生变化了:

也就是说:

并且这里发现,在这个区间内依次往后枚举起始位置的话,因为终点是同样的,这时子串的长度就会递减,因此就可以让right不要拐回去了,让right在该位置先不动,先调整left,让left跳过有重复的字符:

暴力解法中,left移动到新的位置的时候,right就要回退至left的同位置,但这里也可以有个优化,也就是left跳过重复字符后,right是没有必要回退至left的:

 因此,我们发现这里left和right的移动方向是一致的,也就是同向双指针:

这里的窗口就是left和right区间内维护的无重复字符的子串,让字符先进入窗口,然后判断,当有重复的字符的时候就让它出窗口:

 这里的解法就是:利用规律,使用滑动窗口来解决问题。

注意:上面的情况每次都要更新结果,结果就是字符串的子串的长度。

规律:

  1. 当里面有重复的字符的时候,让left先向右移动,把出现的重复字符的位置之前的字符给跳过(因为它们的最后终点都会为这个重复的字符的第二次出现的位置)。
  2. 当left到符合要求的位置时候,right是不用回退的,可以继续向后移动,扩展该区间。

所以这里就可以同上一道题 长度最小的子数组 用滑动窗口的方法步骤解决:

  1. 先定义 left 和 right 并都初始化为0,充当窗口的左右端点。
  2. 进窗口(这里让字符串进入哈希表即可)。
  3. 判断:当窗口里有重复的字符时候,就要出窗口(就是从哈希表中删除该字符,注意:在删除之后,要再继续判断,直到没有重复字符为止)。
  4. 进出窗口都需要更新结果(符合要求的子串的长度,取新旧结果中最大的那一个即可)。
  5. 直到right指向最右边为止就就结束了。

 这里时间复杂度情况也同于  长度最小的子数组 的情况,根据实际情况是每一步操作仅仅会让 right 向右移动 1 位或 left 向右移动 1 位,直到 right 移动到最后的位置。最坏的情况就是两个指针都遍历了一遍该数组,也就是2n次,所以时间复杂度为:O(N)。

接下来实现两种方法的代码:

3. 代码实现

题目链接:无重复字符的最长子串

Ⅰ. 暴力枚举

时间复杂度:O(N²)。

//暴力枚举
class Solution {
public:int lengthOfLongestSubstring(string s) {int n = s.size();int len = 0;for(int left = 0; left < n; left++)  //先固定起始位置{int hash[128] = {0};  //将字符串中的字符出现次数映射到hash表for(int right = left; right < n; right++)//依次从left位置向后枚举扩展区间{hash[s[right]]++;//让字符充当下标,该位置字符出现,就让它对应的hash值+1if(hash[s[right]] > 1)  //大于1说明出现重复字符了{break;      //直接退出循环}len = max(len, right - left + 1);   //更新结果}}return len;}
};

提交记录:

Ⅱ. 滑动窗口

时间复杂度:O(N)。

//滑动窗口
class Solution {
public:int lengthOfLongestSubstring(string s) {int n = s.size();int len = 0;int hash[128] = { 0 };   //使用数组模拟hash表//遇到重复的不需要让right回退了,让left跳过重复的字符之后,再处理right即可for(int left = 0, right = 0; right < n; right++)  {hash[s[right]]++;  //进入窗口while(hash[s[right]]>1) //判断{//大于1说明出现重复了hash[s[left++]]--;    //出窗口}len = max(len,right-left+1);  //更新结果         }return len;}
};

提交记录:

制作不易,若有不足之处或出问题的地方,请各位大佬多多指教 ,感谢大家的阅读支持!!!   

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.mzph.cn/news/887491.shtml

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

huggingface使用

import warnings warnings.filterwarnings("ignore") from transformers import pipeline#用人家设计好的流程完成一些简单的任务 classifier pipeline("sentiment-analysis") classifier( [ "Ive been waiting for a HuggingFace cours…

qt 读写文本、xml文件

写txt文件 QString fileName ui->lineEdit->text(); QString fileContent ui->textEdit->toPlainText(); qDebug()<<"test:"<<fileContent; QFile file(fileName); if(!file.open(QFile::WriteOnly|QFile::Text)) { …

第六届机器人、智能控制与人工智能国际(RICAI 2024)

会议信息 会议时间与地点&#xff1a;2024年12月6-8日&#xff0c;中国南京 会议官网&#xff1a;www.ic-ricai.org &#xff08;点击了解大会参会等详细内容&#xff09; 会议简介 第六届机器人、智能控制与人工智能国际学术会议&#xff08;RICAI 2024&#xff09;将于20…

【设计模式】创建型模式之单例模式(饿汉式 懒汉式 Golang实现)

定义 一个类只允许创建一个对象或实例&#xff0c;而且自行实例化并向整个系统提供该实例&#xff0c;这个类就是一个单例类&#xff0c;它提供全局访问的方法。这种设计模式叫单例设计模式&#xff0c;简称单例模式。 单例模式的要点&#xff1a; 某个类只能有一个实例必须…

C++11特性(详解)

目录 1.C11简介 2.列表初始化 3.声明 1.auto 2.decltype 3.nullptr 4.范围for循环 5.智能指针 6.STL的一些变化 7.右值引用和移动语义 1.左值引用和右值引用 2.左值引用和右值引用的比较 3.右值引用的使用场景和意义 4.右值引用引用左值及其一些更深入的使用场景分…

C++-右值引用和移动构造

目录 1. 两种引用方式: 1.1 左值引用&#xff1a; 1.2右值引用 1.3如何判断左右值&#xff1a; 1.4左值引用与右值引用比较 2. 浅拷贝、深拷贝 3.1右值引用的意义&#xff1a; 函数参数传递 函数返还值传递 万能引用 引用折叠 完美转发 std::forward &#x1f33c;&…

React-useState的使用

useState 是 React 提供的一个 Hook&#xff0c;允许你在函数组件中添加和管理状态&#xff08;state&#xff09;。在类组件中&#xff0c;状态管理通常是通过 this.state 和 this.setState 来实现的&#xff0c;而在函数组件中&#xff0c;useState 提供了类似的功能。 基本…

嵌入式硬件设计:从概念到实现的全流程

嵌入式硬件设计是现代电子技术中一个至关重要的领域&#xff0c;涉及从硬件架构设计到硬件调试的各个方面。它为我们日常生活中的各类智能设备、家电、工业控制系统等提供了强大的支持。本文将介绍嵌入式硬件设计的基本流程、关键技术、常用工具以及常见的挑战和解决方案&#…

新能源汽车充电插口类型识别-YOLO标记,可识别Type1,ccs2的充电标准

前言: CCS标准定义的Type-2 CCS汽车充电端口&#xff0c;右侧装有直流充电枪的插头。汽车的充电端口设计巧妙地将交流部分&#xff08;上半部分&#xff09;与直流部分&#xff08;下半部分的两个粗大的接口&#xff09;集于一体。在交流和直流充电过程中&#xff0c;电动汽车…

Pytest使用Jpype调用jar包报错:Windows fatal exception: access violation

问题描述 ​   之前我们有讲过如何使用Jpype调用jar包&#xff0c;在成功调用jar包后&#xff0c;接着在Pytest框架下编写自动测试用例。但是在Pytest下使用Jpype加载jar包&#xff0c;并调用其中的方法会以下提示信息&#xff1a; ​   虽然提示信息显示有Windows显示致命…

Netty基本原理

目录 前言 原生NIO VS Netty 原生NIO存在的问题 Netty的优点 线程模型 传统阻塞 I/O (Blocking I/O) 2. 非阻塞 I/O (Non-blocking I/O) 3. 多路复用 I/O (Multiplexed I/O) 4. Reactor 模式 常见的 Reactor 模式的变体&#xff1a; Netty线程模型 工作原理 前言 N…

MySQL系列之数据类型(Numeric)

导览 前言一、数值类型综述二、数值类型详解1. NUMERIC1.1 UNSIGNED或SIGNED1.2 数据类型划分 2. Integer类型取值和存储要求3. Fixed-Point类型取值和存储要求4. Floating-Point类型取值和存储要求 结语精彩回放 前言 MySQL系列最近三篇均关注了和我们日常工作或学习密切相关…

一学就废|Python基础碎片,格式化F-string

Python 3.6 中引入了 f-string语法&#xff0c;提供了一种简洁直观的方法来将表达式和变量直接嵌入到字符串中进行字符串格式化&#xff0c;f -string背后的想法是使字符串插值更简单。 要创建 f -string&#xff0c;在字符串前加上字母 “f”即可&#xff0c;与字符串本身的格…

在 Mac(ARM 架构)上安装 JDK 8 环境

文章目录 步骤 1&#xff1a;检查系统版本步骤 2&#xff1a;下载支持 ARM 的 JDK 8步骤 3&#xff1a;安装 JDK步骤 4&#xff1a;配置环境变量步骤 5&#xff1a;验证安装步骤 6&#xff1a;注意事项步骤7&#xff1a;查看Java的安装路径 在 Mac&#xff08;ARM 架构&#xf…

Python设计模式详解之15 ——迭代器模式

Python 中的 Iterator&#xff08;迭代器&#xff09;设计模式 是一种行为型设计模式&#xff0c;用于逐一访问集合对象中的元素而不暴露其底层实现。Python 本身对迭代器模式提供了良好的支持&#xff0c;迭代器通常通过 __iter__ 和 __next__ 方法实现。 迭代器模式的组成 迭…

11.27周三F34-Day8打卡

文章目录 1. 学习让我感觉很棒。(什么关系?动作 or 描述?主语部分是?)解析答案:【解析答案分析】【对比分析】【拓展内容】2. 她忽然想起来钥匙放另一个包里了。解析答案:【拓展内容】3. 她来不来都没关系。(该由什么引导?这句话又属于什么关系,动作 or 描述?)解析答案…

【AI绘画】Midjourney进阶:色调详解(上)

博客主页&#xff1a; [小ᶻ☡꙳ᵃⁱᵍᶜ꙳] 本文专栏: AI绘画 | Midjourney 文章目录 &#x1f4af;前言&#x1f4af;Midjourney中的色彩控制为什么要控制色彩&#xff1f;为什么要在Midjourney中控制色彩&#xff1f; &#x1f4af;色调白色调淡色调明色调 &#x1f4af…

uniapp前端开发,基于vue3,element plus组件库,以及axios通讯

简介 UniApp 是一个基于 Vue.js 的跨平台开发框架&#xff0c;旨在通过一次开发、编译后运行在多个平台上&#xff0c;如 iOS、Android、H5、以及小程序&#xff08;微信小程序、支付宝小程序、百度小程序等&#xff09;等。UniApp 为开发者提供了统一的开发体验&#xff0c;使…

Mac——鼠标增强插件Mos

功能说明&#xff1a; 能够解决鼠标断续、不灵敏等鼠标问题。 下载地址&#xff1a; Mac——鼠标增强插件Mos

【C++】LeetCode:LCR 023. 相交链表

题干 LCR 023. 相交链表 的头节点 headA 和 headB &#xff0c;请找出并返回两个单链表相交的起始节点。如果两个链表没有交点&#xff0c;返回 null 。 图示两个链表在节点 c1 开始相交&#xff1a; 题目数据 保证 整个链式结构中不存在环。 注意&#xff0c;函数返回结果…