滑动窗口解法:无重复字符最长子串

【LeetCode 热题 100】无重复字符的最长子串:滑动窗口解法详解

大家好!今天来拆解 LeetCode 热题 100 里的 **"无重复字符的最长子串"(中等难度),用滑动窗口 ** 思路轻松解决这个经典问题~

一、题目理解:子串≠子序列!

先明确题目的核心要求:给一个字符串s,找不包含重复字符的最长连续子串 的长度。注意:子串是连续的(比如 "pwke" 是 "pwwkew" 的子序列,但不是子串)。

二、思路:滑动窗口(双指针 + 哈希表)

这题的最优解法是滑动窗口,时间复杂度 O (n)(只遍历字符串一次),思路如下:

  1. 左右指针维护一个 "当前无重复的子串窗口";
  2. 数组 / 哈希表记录窗口内字符的出现次数;
  3. 右指针向右扩展窗口,若遇到重复字符,就移动左指针缩小窗口,直到无重复;
  4. 每次扩展后,更新 "最长子串长度"。

三、代码实现(C++)

直接看代码(附详细注释):

cpp

复制代码
class Solution {
public:
    int lengthOfLongestSubstring(string s) {
        // 用数组v记录字符出现次数(ASCII字符共256种)
        vector<int> v(256, 0);
        int left = 0;   // 左指针(窗口左边界)
        int count = 0;  // 记录最长子串长度
        
        // 右指针遍历字符串(窗口右边界)
        for(int right = 0; right < s.size(); right++){
            v[s[right]]++;  // 当前字符的出现次数+1
            
            // 如果当前字符出现次数>1(有重复),移动左指针缩小窗口
            while(v[s[right]] > 1){
                v[s[left]]--;  // 左指针指向的字符从窗口中移除
                left++;        // 左指针右移
            }
            
            // 更新最长子串长度(当前窗口长度是right-left+1)
            count = max(count, right - left + 1);
        }
        return count;
    }
};

四、代码解释:举个例子

以示例 1s = "abcabcbb"为例,走一遍流程:

  • right=0(字符a):v ['a']=1,窗口 [0,0],count=1;
  • right=1(字符b):v ['b']=1,窗口 [0,1],count=2;
  • right=2(字符c):v ['c']=1,窗口 [0,2],count=3;
  • right=3(字符a):v ['a']=2→重复,移动 left 到 1,v ['a']=1,窗口 [1,3],count 保持 3;
  • ...... 后续继续维护窗口,最终 count=3(对应 "abc""bca" 等子串)。

五、为什么这么高效?

滑动窗口的核心是 **"窗口只右移,不回退"**:左指针和右指针都最多遍历字符串一次,所以时间复杂度是 O (n),空间复杂度是 O (1)(因为数组大小固定 256)。

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