最长不含重复字符的子字符串(剑指offer48、力扣3) Java滑动窗口+动态规划

人生之路不会是一帆风顺的,我们会遇上顺境,也会遇上逆境,在所有成功路上折磨你的,背后都隐藏着激励你奋发向上的动机,人生没有如果,只有后果与结果,成熟,就是用微笑来面对一切小事。

导读:本篇文章讲解 最长不含重复字符的子字符串(剑指offer48、力扣3) Java滑动窗口+动态规划,希望对大家有帮助,欢迎收藏,转发!站点地址:www.bmabk.com,来源:原文

目录

一、题目描述

二、思路讲解(暴力方法)

三、Java代码实现 

四、时空复杂度分析 

五、代码优化

        1、滑动窗口

        2、动态规划 


一、题目描述

请从字符串中找出一个最长的不包含重复字符的子字符串,计算该最长子字符串的长度。

示例 1:

输入: “abcabcbb”
输出: 3 
解释: 因为无重复字符的最长子串是 “abc”,所以其长度为 3。

示例 2:

输入: “bbbbb”
输出: 1
解释: 因为无重复字符的最长子串是 “b”,所以其长度为 1。

示例 3:

输入: “pwwkew”
输出: 3
解释: 因为无重复字符的最长子串是 “wke”,所以其长度为 3。
     请注意,你的答案必须是 子串 的长度,”pwke” 是一个子序列,不是子串。
 

提示:

s.length <= 40000

二、思路讲解

        暴力方法,遍历字符串,以每一个字符作为开头,将它及后面的字符怼到HashSet中,如果怼不进去了,那就是重复了,此时集合的大小就是不重复的字串的大小。然后清空集合,再看下一个字符,直到遍历完整个字符串。效率较低。

三、Java代码实现 

class Solution {
    public int lengthOfLongestSubstring(String s) {

        int len = s.length();
        int index;
        HashSet<Character> set = new HashSet<>();
        int big = 0;
        for(int i=0; i<len; i++){
            index = i;
            set.clear();
			//把字符后的每一个字符怼进集合中,直到怼不进(说明重复了)或者遍历完了字符串
            while(index<len && set.add(s.charAt(index))){
                index++;
            }
            big = Math.max(big, set.size());
        }
        return big;
    }
}

四、时空复杂度分析 

        时间复杂度:        O(N^2)

        空间复杂度:        O(N) 

五、代码优化

        想想时间上的优化:能不能仅遍历一遍字符串呢?

        我们可以使用滑动窗口的思想,或者是使用动态规划的思想。         

        再想想空间上的优化:能不能用常数级的空间呢?

        可以用HashMap,在ASCII码內长度最多为128,占用空间为常数级。

        1、滑动窗口

        具体思路是:使用set存放滑动窗口内的所有字符。 set的大小即为滑动窗口的大小。

  • 如果j指针处的字符能够插入set,证明不和滑动窗口内的字符重复,j指针后移,扩大窗口;
  • 如果j指针处的字符不能插入set,说明字符出现重复,那就将i指针后移(同时从set中删掉i处字符),缩小窗口。

        使用max始终保存set的长度的最大值。

class Solution {
    public int lengthOfLongestSubstring(String s) {
        Set<Character> set = new HashSet<>();   //滑动窗口内的所有字符
        int max = 0;    //最大无重复字串长度
        int i=0; 
        int j=0;
        while(j<s.length()){
            if(set.add(s.charAt(j))){
                //如果j处字符和窗口内字符不重复,j指针后移,扩大窗口
                j++;
            } else {
                //如果j处字符和窗口内字符重复,i指针后移,缩小窗口(此时set内所有字符还是不重复的)
                set.remove(s.charAt(i));
                i++;
            }
            max = Math.max(max, set.size());
        }
        return max;
    }
}

        同样的道理,使用队列代替哈希集合来保存滑动窗口里的值,可以减少几次无用的判断,但是效率降低了。

class Solution {
    public int lengthOfLongestSubstring(String s) {
        Queue<Character> queue = new LinkedList<>();   //滑动窗口内的所有字符
        int max = 0;    //最大无重复字串长度
        int i=0; 
        int j=0;
        while(j<s.length()){
            if(!queue.contains(s.charAt(j))){
                //如果j处字符和窗口内字符不重复,j指针后移,扩大窗口
                queue.add(s.charAt(j));
                j++;
            } else {
                //如果j处字符和窗口内字符重复,i指针后移到重复字符之后
                while(queue.poll() != s.charAt(j)){
                    i++;
                }
            }
            max = Math.max(max, queue.size());
        }
        return max;
    }
}

        时间复杂度O(n)

        空间复杂度O(n) 

 

        2、动态规划 

        遍历字符串,以每个字符作为结尾,curr表示以当前字符结尾的最大无重复长度,max保存最大的无重复长度。

        在向后遍历的过程中,若第i个字符在前面出现过,假设出现在x位置,则curr为min{curr, i-x},(大括号里的curr为前一个字符结尾的最大无重复长度);若第i个字符在前面没出现过,则前一个长度直接+1即可:curr = curr+1。

class Solution {
    public int lengthOfLongestSubstring(String s) {
        Map<Character, Integer> map = new HashMap<>();
        int max = 0;    //最大无重复长度
        int curr = 0;   //当前无重复长度
        for(int i=0; i<s.length(); i++){
            Character c = s.charAt(i);
            curr = Math.min((curr+1), (i-map.getOrDefault(c, -1)));
            map.put(c, i);
            max = Math.max(max, curr);
        }
        return max;
    }
}

         时间复杂度:        O(N)

         空间复杂度:        O(1)

参考:面试题48. 最长不含重复字符的子字符串(动态规划 / 双指针 + 哈希表,清晰图解)

版权声明:本文内容由互联网用户自发贡献,该文观点仅代表作者本人。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。如发现本站有涉嫌侵权/违法违规的内容, 请发送邮件至 举报,一经查实,本站将立刻删除。

文章由极客之音整理,本文链接:https://www.bmabk.com/index.php/post/125035.html

(0)
飞熊的头像飞熊bm

相关推荐

发表回复

登录后才能评论
极客之音——专业性很强的中文编程技术网站,欢迎收藏到浏览器,订阅我们!