LeetCode 第三题 (Longest Substring Without Repeating Characters) 三部曲之一:解题思路
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笔者在完成 LeetCode 第三题(Longest Substring Without Repeating Characters)时,经历了设计、实现、优化三个阶段,于是通过这个三部曲系列,将当初的整个过程重现,希望有兴趣的读者来一起讨论;
三部曲完整链接
《LeetCode第三题(Longest Substring Without Repeating Characters)三部曲之一:解题思路》;
《LeetCode第三题(Longest Substring Without Repeating Characters)三部曲之二:编码实现》;
《LeetCode第三题(Longest Substring Without Repeating Characters)三部曲之三:两次优化》;
先来看下优化后的最终效果,如下图,编程语言是 Java,17 毫秒完成,超越 99.94%的提交方案:
上述成绩的地址是:https://leetcode.com/submissions/detail/199426736/
三部曲说明
整个系列由三篇文章组成:
第一篇,也就是本文,描述基本解题思路;
第二篇,根据解题思路完成初版的代码实现,目标是保证功能正常,能在 LeetCode 网站提交成功;
第三篇,针对初版代码做了两轮优化,每轮都有一个优化的重点,最终将耗时从 40ms 以上优化到 17ms;
题目简介
题目地址是:https://leetcode.com/problems/longest-substring-without-repeating-characters/
题目内容:输入一个字符串例如"abcabcbb",找到最长的不重复的字符串的长度返回,这里应该返回的是"abc"的长度 3;
解题思路简述
该题的关键是设计一个"滑动窗口",里面存的是最长的不重复字符串,一开始这个窗口是空的,如下图,绿色代表滑动窗口,蓝色的是外部输入的字符串:
从字符串的第一个元素开始,执行这个逻辑:
用一个变量保存当前已经发现的最大长度,假设名为 maxLen;
如果当前检查的元素在窗口中没有,就加入窗口,例如窗口中已经有了"ab",当前是"c",那么窗口中最大长度加一;
如果当前检查的元素在窗口中存在,例如窗口中已经有了"abc",当前检查的元素是"a",这个"a"在窗口总已经存在了,窗口作调整,窗口中的"a"和它左侧的所有元素全部移除窗口,再把当前检查的"a"元素加入窗口;
拿当前窗口的长度和 maxLen 比较,大的值存入 maxLen 中;
继续检查字符串的下一个元素,逻辑是前面的步骤;
思路详细图解
以前面的"abcabcbb"为例,来把上述逻辑用图片演示一遍;
检查完第一个元素后,窗口效果如下图,可见第一个元素已经纳入窗口中:
检查完第三个元素后,效果如下图,maxLen 等于 3,三个元素纳入窗口:
检查到第四个元素是"a",那么窗口的左侧和右侧都开始滑动,maxLen 等于 3,当前窗口中的长度也是 3,因此 maxLen 不变,如下图:
继续检查第 5 个元素,这次遇到的"b"在窗口中也存在,处理如下图:
继续检查第 6 个元素,这次遇到的"c"在窗口中也存在,所以第一个"c"移出窗口,第二个"c"加入窗口,窗口内的元素还是 3 个,所以 maxLen 保持不变,处理如下图:
检查第 7 个元素"b",窗口中已经有"b"了,所以左侧窗口向右收缩,将里面原有的中的"b"移出,右侧窗口向右扩张,将第 7 个元素"b"纳入窗口中,此时窗口中元素数量为 2,小于 maxLen,所以 maxLen 不变,如下图:
检查第 8 个元素"b",发现窗口中已经有"b"了,只能将窗口中的"b"(第 7 个元素)和它左侧的"c"(第 6 个元素)都从窗口中移出,再把第 8 个元素纳入窗口,此时窗口中只有一个元素,因此 maxLen 不变,如下图:
数组已经遍历完毕,返回 maxLen=3,解题结束;
以上就是解题思路,用代码来实现整个思路并不难,下一篇文章我们来看下基本的代码实现;
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