算法通关村16关 | 滑动窗口最长字串专题

1. 最长字串专题

1.1 无重复字符的最长字串

题目

LeetCode3 给定一个字符串s，请你找出其中不含有重复字符的最长字串的长度。

思路

找最长字串，需要知道所有无重复字串的首和尾，找出其中最长的，最少两个指针才可以完成，可以使用滑动窗口思想，结合Map使用。

用map的key表示当前正在访问的字符串，value是其下标的索引值，每访问一个新元素，就将其value更新为对应的索引值。

left的位置需要处理，当第二次遇到a的时候，需要将left的位置向前移动一位，然后再更新a的value，用代码表示left的位置map.get('a') + 1 ,优化后是map.get(s.chat(i)) + 1，

需要考虑特殊情况, 例如abba,第二次访问b时候，left=map.get('b') + 1=2,再访问第二个a的时候 ,因为a重复了，所以left=map.get('a') + 1=1,left后退了，我们应该保持left在2的基础上继续向前，或者保持不变 ，也就是：left=Math.max(left,map.get(s.charAt(i)) + 1);

代码

    /**
     * Hash存储
     * @param s
     * @return
     */
    public static int lengthOfLongestSubtring2(String s){
        if (s.length() == 0) return 0;
        HashMap<Character, Integer> map = new HashMap<>();
        int max = 0;
        int left = 0;
        for (int right = 0; right < s.length(); right++) {
            if (map.containsKey(s.charAt(right))){
                left = Math.max(left,map.get(s.charAt(right)) + 1);
            }
            map.put(s.charAt(right),right);
            max = Math.max(max,right - left + 1);
        }
        return max;
    }

1.2 最多包含两个不同字符的最长字串

题目

给定一个字符串s，找出至多包含两个不同字符的最长字串t，并返回该字串的长度，LeetCode159.

思路

类似于上题的方法，用left和right锁定一个窗口，一边移动一边分析，用map存储窗口中元素的个数，每次map中的key代表字符，value是最新字符的下标，

怎么保证只有两个不同字符？

当map.size=3的时候需要删除其中的最小value，也就是最左边的字符，左指针要移动的位置是删除位置索引+1。

del_idx = Collections.min(hashmap.values())

left = del_idx + 1.

代码中也有注释。

代码

    public int lengthOfLongestSubstringTwoDIstinct(String s){
        if (s.length() < 3){
            return s.length();
        }
        int left = 0, right = 0;
        HashMap<Character, Integer> hashmap = new HashMap<>();
        int maxLen = 2;

        while (right < s.length()){
            if (hashmap.size() < 3){
                //map大小于3的时候，右指针向前移动，并更新已有字符最新的下表索引
                hashmap.put(s.charAt(right),right++);
            }
            //如果大小达到了3个
            if (hashmap.size() == 3){
                //删除最左侧的位置,最小的索引
                int del_idx = Collections.min(hashmap.values());
                hashmap.remove(s.charAt(del_idx));
                //窗口left的新位置
                left = del_idx + 1;
            }
            maxLen = Math.max(maxLen,right - left);
        }
        return maxLen;
    }

1.3 至多包含k个不同字符的最长字串。

题目

两个不同字符升级为k个不同字符，LeetCode340题，给定字符串，找出至多包含k个不同字符的最长字串T。

思路

与两个不同字符串一样，map的最大长度为k，

代码

    public int lengthOfLongestSubstringKDIstinct(String s, int k){
        if (s.length() < k + 1){
            return s.length();
        }
        int left = 0, right = 0;
        HashMap<Character, Integer> map = new HashMap<>();
        int maxLen = k;
        while (right < s.length()){
            if (map.size() < k + 1){
                map.put(s.charAt(right), right++);
            }
            //如果大小达到了k,删除最左侧的
            if (map.size() == k + 1){
                int del_idx = Collections.min(map.values());
                map.remove(s.charAt(del_idx));
                left = del_idx + 1;
            }
            maxLen = Math.max(maxLen, right - left);
        }
        return maxLen;
    }