leetcode的Hot100系列--3. 无重复字符的最长子串--滑动窗口

Posted 2022-04-19 payapa

可以先想下这两个问题：
1、怎样使用滑动窗口？
2、如何快速的解决字符查重问题？

滑动窗口

可以想象一下有两个指针，一个叫begin，一个叫now

这两个指针就指定了当前正在比较无重复的字符串，当再往后读取一个字符的时候，就需要比较该字符在begin到now之间是否有重复，如果有重复的话，则记录当前字符串长度，然后把begin往后移动，继续寻找后面的无重复字符子串。

例如，这里的字符串是：“fabcade”。
1、当开始比较字符串的时候，begin指向了第一个字符f，now也指向了第一个字符f，当前只有一个字符，也就不需要比较是否重复。
2、然后读取第二个字符，begin依然指向f，now指向了字符a，这个就需要比较一下a是否与之前的相同，没有相同的就继续读取。
3、当now指向第二个a的时候，begin指向f，此时发现前面已经有了一个a了，（这里可以先记录一下当前字符串长度）所以begin就需要往后移动到a后面的b的位置，则当前的字符串为：bca，之后继续读取d，等等等。

总而言之，滑动窗口记录了当前无重复的字符串，当遇到重复的时候，就把begin指针往后移动到不重复的位置（也就是前面那个重复字符的后面），然后继续遍历字符串到最后。

如何快速字符查重

因为这里都是字符，可以直接把该字符作为数组下标，当读取到一个字符的时候，直接把该字符下标对应的值置为1，表示当前已经存在一个字符（其实就是相当于把字符作为hash的key），例如：

char array[127] = 0;
char data = 'a';
if (0 == array[data])  // 说明之前没有读到过该字符

    array[data] = 1;  // 置位，表示已经读到过该字符

else

    // 说明此字符重复

我们可以先想一下思路：
先初始化begin和now，然后循环读取字符串，每读取一个字符串，就在数组里查找一下，如果数组里不为0，就说明有重复的字符，需要把当前的字符串长度记录下来，然后begin往后移动到不重复的字符上，然后把该数组全部位置为0，再把begin后面的字符对应的数组置位1，最后再继续比较。
这么写当然也是可以，但不停的把数组置1再清0再置1，会很浪费时间，可以有其他方法吗？
当然是有的，我们可以这么写：

置位的时候，不填1，而填写当前字符所在的位置。

这样有什么好处呢？因为前面的begin，已经记录了当前字符串比较的起始位置，当读取到一个字符串：
如果他出现的位置在begin之前，就说明，虽然以前已经有了该字符，但那个是之前的事情了，不在现在的这个字符串范围之内，所以它还是不算重复的；
如果他上次出现的位置在begin之后，就说明在当前比较的字符串中已经有一个和他相同的字符了。
这样的话，通过位置信息就能够知道该字符在当前比较位置是否重复，就不需要反复的对数字进行清零和置位了。
在leetcode上，提高了9倍！（使用置位和清零花费44ms，使用位置标记花费4ms）

int lengthOfLongestSubstring(char * s)
    
    int local[127] = 0, data;  // local数组就是用来记录每个字符出现的位置
    int lenNow = 0, lenMax = 0;
    int len = strlen(s);
    int begin = 1;
    for (int i=0; i<len; i++)
    
        data = s[i];
        if ((0 == local[data]) || (begin > local[data]))
        
            lenNow ++;
        
        else
        
            if (lenNow > lenMax)    lenMax = lenNow;
            lenNow = i + 1 - local[data];
            begin = local[data] + 1;  // 更新begin的位置
        
        local[data] = i + 1;
        // 这里记录的位置是下标加1，也就是从1开始记录，为什么不从0开始记录呢？
        // 如果从0开始，那么0就有两种意思：该字符从没出现过，该字符出现的位置是0。当0正好又是begin的时候，比如字符串："abca"
    
    if (lenNow > lenMax)    lenMax = lenNow;
    return lenMax;