無重複字元的最長字串 | Medium | LeetCode#3. Longest Substring Without Repeating Characters

題目敘述

• 題目難度: Medium
• 題目描述：給定一個字串 s，求最長子字串的長度，並且該子字串中不能有重複的字元

解法

一開始的想法

這題的暴力解就會是透過雙重迴圈來去找各種子字串，然後查找多種不同非重複子字串的長度，然後回傳最長的那個，但在迴圈查找過程中，由於要查找的是輸入資料中的變動長度的字串，因此可以用 sliding window 來解題。其中在確認字元是否重複的過程，則可以用Hash Table 來去儲存和查找。

我的做法

class Solution {
public:
    int  lengthOfLongestSubstring(string s){
        if(s.size()==0) return 0;
        int left=0, right=0;
        int maxLength = 0;
        unordered_map<char, int> umap;

        // Find substrings
        // Checking if the characters are repeated
        for(int right=0; right< s.size(); right++){
            if(umap.find(s[right])!=umap.end() && umap[s[right]]>=left){
                left = umap[s[right]]+1;
            }
            umap[s[right]]= right;
            maxLength= max(maxLength, right - left+1);
        }
        return maxLength;
    }
};

首先排除邊界條件，s 如果為空則回傳 0，接著定義用於夾出window 的兩個變數 left 以及 right，以及紀錄最長長度用的變數 maxLength 和用於紀錄重複字元的 umap。接著就需要去透過移動 right 的大小來擴展窗口，這當中會去將字元以及其對應的 index 紀錄到 umap中

umap[s[right]] = right;

而如果沒有重複字元，則當前子字串長度會去跟 maxLength 比較找出最長長度值，然後更新到 maxLength。 而一旦在操作窗口中發現字元重複並且該字元對應的 index 值不小於 left，這時就需要去更新 left 的值，也就是要縮小窗口 left = umap[s[right]]+1， 這個步驟會是要讓窗口從先前紀錄的重複字元的下一個元素，作為新的窗口邊界來檢查是否有更新的子字串。

執行結果

複雜度

操作	時間複雜度	空間複雜度	分析
初始化變數（left, right, umap）	$O(1)$	$O(1)$	初始化常數時間與空間。
for 迴圈遍歷字串	$O(n)$	$O(n)$	迴圈執行 $ n $ 次，每個字元只會被訪問一次，因此時間複雜度為 $ O(n) $。空間複雜度來自 unordered_map 存儲最多 $ n $ 個字元的位置（當所有字元都唯一時）。
更新 unordered_map	$O(1)$	$O(n)$	插入或更新 unordered_map 中的字元索引操作為 $ O(1) $。
計算子字串長度	$O(1)$	$O(1)$	計算當前子字串長度是常數時間操作。
總計	$O(n)$	$O(n)$	主迴圈和 unordered_map 操作總共耗時 $ O(n) $。空間複雜度受限於字串長度和字符集大小。

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