3. 无重复字符的最长子串

题目描述：

给定一个字符串，请你找出其中不含有重复字符的 最长子串 的长度。

示例 1:

输入: "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。
示例 2:

输入: "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。
示例 3:

输入: "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。

概念：滑动窗口

滑动窗口这类问题一般需要用到 双指针来进行求解，之所以是滑动窗口，是因为，遍历的时候，两个指针一前一后夹着的子串（子数组）类似一个窗口，这个窗口大小和范围会随着前后指针的移动发生变化。
我们要控制前后指针的移动来控制窗口，这样的移动是有条件的，也就是要想清楚在什么情况下移动，在什么情况下保持不变。
我的思路是保证右指针每次往前移动一格，每次移动都会有新的一个元素进入窗口，这时条件可能就会发生改变，然后根据当前条件来决定左指针是否移动，以及移动多少格。

思路：

1、初始化一个hashmap的数据结构存储 (k, v)，其中 key 值为字符，value 值为字符下标 +1，加 1 表示从字符位置后一个才开始不重复；
2、定义不重复子串的开始位置为 start，结束位置为 end，也就是窗口的左右位置；
3、遍历字符串s直到start或者end到达字符串的尾部：
   1. 随着 end 不断遍历向后，如果遇到s.charAt(end)与hashmap内字符相同的情况，此时将字符s.charAt(end)作为 key 值，获取其 value 值，并更新 start ，此时 [start, end] 区间内不存在重复字符。start更新为重复字符的下个位置，start = Math.max(hashmap.get(s.charAt(end)), start)
   2. 设定不重复最长子串的长度为ans = Math.max(end-start+1, ans)
   3. 如果s.charAt(end)与hashmap内字符无重复，将该字符存储到map中，map.put(s.charAt(j), j+1);
4. 返回ans。

Java解法：

class Solution {
    public int lengthOfLongestSubstring(String s) {
       int len = s.length();
       if (len == 0)
       {
           return 0;
       }
       int i = 0, j = 0, ans = 0;
       HashMap<Character, Integer> map =new HashMap<Character, Integer>();
       while(i < len && j < len)
       {
           if(map.containsKey(s.charAt(j)))
           {
               i = Math.max(map.get(s.charAt(j)), i);
           }
           ans = Math.max(j - i + 1, ans);
           map.put(s.charAt(j), j+1);
           j++;
       }
       return ans;
    }
}

python思路(与上面思路相同，换了变量名称，添加了举例而已)：

1、初始化一个char_dic的字典数据结构来存储字符和对应的，其中 key 值为字符，value 值为字符下标 +1，加 1 表示从字符位置后一个才开始不重复（后面解释）；
2、定义不重复子串的开始位置为 i，结束位置为 j，也就是窗口的左右位置；
3、遍历字符串s直到i或者j到达字符串的尾部：
   1. 随着 j 不断遍历向后，如果遇到s[j]已经在char_dic中存在的情况，此时字符s[j]就是重复字符，需要调整开始位置i的值为重复字符的下一个位置，通过字符s[j]可以在字典中获取其 value 值，并更新 i = max(char_dic[s[j]], i)  ，此时 [i, j] 区间内不存在重复字符。
   2. 如果s[j]不在char_dic中，则字符s[j]就是非重复字符。
设定不重复最长子串的长度为ans = Math.max(end-start+1, ans)
   3. 计算[i,j]之间不重复子串的长度ans = max(j - i + 1, ans)
4. 返回ans。

根据上述思路举一个例子，理解为什么存储value 值为字符下标 +1？：
索引值：0 1 2 3 4 5 6
字符值：a b c b d e c
当遍历到索引值3也就是字符为b的字符时，此时i = 0, j = 3,  char_dic[a] = 1, char_dic[b] = 2, char_dic[c] = 3, 且b是重复的字符，需要调整开始位置i的值为上一次出现b字符的下一个位置，也就是 i = max(char_dic[b], i) = max(2, 0) = 2

python3解法：

class Solution:
    def lengthOfLongestSubstring(self, s: str) -> int:
        length = len(s)
        if length == 0:
            return 0
        i, j, ans = 0,0,0
        char_dic = {}
        while i < length and j < length:
            if s[j] in char_dic:
                i = max(char_dic[s[j]], i)
            ans = max(j - i + 1, ans)
            char_dic[s[j]] = j + 1
            j += 1
        return ans

当然，如果觉得上述，存储value 值为字符下标 +1的方式难以理解的话，也可以直接存储字符的下标值，在遇到重复字符的时候，调整开始位置，取出重复字符的下标之后+1 即可，表示重复字符的下一个字符开始计算
代码如下：

class Solution:
    def lengthOfLongestSubstring(self, s: str) -> int:
        length = len(s)
        if length == 0:
            return 0
        i, j, ans = 0,0,0
        char_dic = {}
        while i < length and j < length:
            if s[j] in char_dic:
                i = max(char_dic[s[j]] + 1, i)
            ans = max(j - i + 1, ans)
            char_dic[s[j]] = j 
            j += 1
        return ans

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode-cn.com/problemset/all/