最长不含重复字符的子字符串
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题目:
输入一个字符串,找出字符串中最长的不含重复字符的子字符串,计算该子字符串的长度。假设字符串中的字符为“a~z”,例如 arabcacfr ,最长的字符串为 rabc 和 acfr ,长度为 4
思路:
采用暴力的方法,时间复杂度高度 n^3 ,显然是不可取的。
本题应该采用动态规划的方法来解决,时间复杂度只需要 n ,以及一个辅助的数组即可。
我们直接以 arabcacfr 为例子进行分析,从头开始遍历字符串的字符。
- 第一个字符 a ,此前 a 没有出现过,所以长度为 f(1) = 1,最长的子字符串是 a ;
- 第二个字符 r ,同样没出现过,所以 f(1) = 2 ,最长的子字符串是 ar ;
- 第三个字符 a ,因为 在第一个已经出现过了,且 在当前的最长字符串 ar 中,所以现在 f(2) = 2,最长子字符串更新为 ra;
- 第四个字符 b ,f(3) = 3,第五个字符 c ,f(4) = 4 ,此时最长子字符串为 rabc ;
- 第六个字符 a,在我们当前的最长子字符串中已经出现,所以 f(5) = 3,最长子字符串更新为 bca ;
- 第七个字符c,类似上面,所以 f(6) = 2,最长子字符串为 ac ;
- 第八个字符 f,没出现过 所以 f(7) = 3,最长子字符串更新为 acf
- 最后 一个字符 r,前面已经出现过,但是不在我们当前最长子字符串acf 中,所以 f(8) = 4,最长子字符串更新为acfr 。
分析到此结束,接下来我们如何去实现?
这就需要我们用到前面说的辅助数组 arr,我们用一个初始化的值全为负数的数组,以字符串中的字符temp 为下标进行标记,数组的值为该字符的位置 i 。当我们遍历到第 i 个字符,如果 arr[ temp ] 的值为负数,那么说明这个字符还未出现过;如果 arr[ temp ] 值不为负数,那么说明这个字符已经出现过。接下来我们要判断这个字符是否在我们当前统计的最长子字符串中。如果不在当前的子字符串中,那么 f( i) = f(i - 1)+ 1;如果在当前的最长子字符串中,就像上面的第4 、 5步,我们需要重新计算当前最长子字符串,也就是需要找到上一次出现该字符的位置,然后从它后面一位开始统计。
代码:
class Solution {
public static int getLongestSubStr(String str) {
if (null == str) {
return 0;
}
int[] arr = new int[26];
int max = 0;
int count = 0;
for (int i = 0; i < 26; i++) {
arr[i] = -1;
}
for (int i = 0; i < str.length(); i++) {
// ascii 相减,获取在数组 arr 中的位置 index
int index = str.charAt(i) - 'a';
// 获取位置 index 上是否有值,判断该字符是否存在
int value = arr[index];
if (value == -1) {
// 如果不存在,记录该字符在字符串中出现的位置(角标)
arr[index] = i;
// 长度增加
count++;
} else {
// 如果已存在
if (arr[str.charAt(i) - 'a'] != -1) {
if (i - value > count) {
//说明当前的字符str.charAt(i)上一次出现的位置在现在统计的子字符串前面,,对现在的统计没影响
count++;
} else {
//当前字符上一次出现的位置在统计之中,我们需要重新统计count即当前的最长子字符串
count = i - value;
}
// 更新上次出现的位置
arr[index] = i;
}
}
if (count >= max) {
max = count;
}
}
return max;
}
public static void main(String[] args) {
String str = "arabcacfr";
int length = getLongestSubStr(str);
System.out.println(length);
}
}
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