015-无重复字符的最长子串 (Longest Substring Without Repeating Characters)
LeetCode 第3题 - 无重复字符的最长子串的详细题解
题目描述
给定一个字符串 s,请你找出其中不含有重复字符的 最长子串 的长度。
示例
输入: s = "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。
输入: s = "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。
输入: s = "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。解题思路
使用滑动窗口法,维护一个不包含重复字符的窗口。使用哈希表记录字符最后出现的位置,当遇到重复字符时,将窗口左边界移动到重复字符上次出现位置的下一个位置。
JavaScript 解决方案
/**
* @param {string} s
* @return {number}
*/
const lengthOfLongestSubstring = (s) => {
const charMap = new Map();
let maxLength = 0;
let left = 0;
for (let right = 0; right < s.length; right++) {
const currentChar = s[right];
// 如果字符已经在窗口中,更新左边界
if (charMap.has(currentChar) && charMap.get(currentChar) >= left) {
left = charMap.get(currentChar) + 1;
}
// 更新字符的最后出现位置
charMap.set(currentChar, right);
// 更新最大长度
maxLength = Math.max(maxLength, right - left + 1);
}
return maxLength;
};复杂度分析
- 时间复杂度:O(n),其中 n 是字符串长度
- 空间复杂度:O(min(m, n)),其中 m 是字符集大小
测试用例
// 测试函数
const testLengthOfLongestSubstring = () => {
const testCases = [
{
s: "abcabcbb",
expected: 3
},
{
s: "bbbbb",
expected: 1
},
{
s: "pwwkew",
expected: 3
},
{
s: "",
expected: 0
},
{
s: "a",
expected: 1
},
{
s: "ab",
expected: 2
},
{
s: "dvdf",
expected: 3
},
{
s: "anviaj",
expected: 5
},
{
s: "abcabcbb",
expected: 3
},
{
s: "tmmzuxt",
expected: 5
}
];
testCases.forEach((testCase, index) => {
const result = lengthOfLongestSubstring(testCase.s);
const passed = result === testCase.expected;
console.log(`测试用例 ${index + 1}: ${passed ? '通过' : '失败'}`);
console.log(`输入: s = "${testCase.s}"`);
console.log(`期望: ${testCase.expected}, 实际: ${result}\n`);
});
};
// 运行测试
testLengthOfLongestSubstring();关键点总结
- 滑动窗口:维护一个不包含重复字符的窗口
- 哈希表:记录字符最后出现的位置
- 边界更新:遇到重复字符时更新窗口左边界
- 长度计算:实时计算当前窗口长度
- 最大长度:持续更新最大长度
总结
这道题考察了以下重点:
- 滑动窗口技巧:理解滑动窗口在字符串问题中的应用
- 哈希表使用:如何高效地记录和查找字符位置
- 边界处理:对空字符串和单个字符的处理
- 算法优化:如何避免重复计算
滑动窗口+哈希表法是最优解,时间复杂度为 O(n),空间复杂度为 O(min(m, n))。在实际面试中,建议先提出暴力解法,然后优化到滑动窗口解法。