无重复最长子串：破解 LeetCode 热门难题！

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2023-09-14 01:23:11

LeetCode，一个备受程序员喜爱的在线算法竞赛平台，以其精心设计的题目和社区互助精神而闻名。其中，“无重复字符的最长子串”问题，凭借其中等难度和广泛应用，跻身 LeetCode HOT 100 榜单，成为备受瞩目的挑战。

本篇文章将带你深入探讨这一经典算法题，从解题思路到优化技巧，全面解析如何找出字符串中最长的不含重复字符的子串。让我们一起踏上这场智力探险，解锁算法世界的一道难题之门。

理解问题

题目要求我们找到一个字符串中最长的不包含重复字符的子串。换句话说，就是找出字符串中不含任何重复字符且长度最长的连续片段。

例如，对于字符串 "abcabcbb", 最长的无重复字符子串是 "abc", 长度为 3。对于字符串 "bbbbb", 最长的无重复字符子串是 "b", 长度为 1。

解题思路

解决这一问题，我们可以使用滑动窗口方法。滑动窗口是一种常用的算法设计技术，通过维护一个移动的窗口，逐步扫描字符串中的字符，从而有效地解决问题。

滑动窗口的具体实现如下：

初始化一个窗口，初始长度为 1，包含字符串中的第一个字符。
滑动窗口向右移动，同时不断扩大窗口大小，直到窗口中出现重复字符。
当出现重复字符时，缩小窗口大小，直到窗口中不再出现重复字符。
记录滑动窗口中最大长度的子串。
重复步骤 2 至 4，直到窗口到达字符串末尾。

代码实现

def longest_substring_without_repeating_characters(s):
    """
    :type s: str
    :rtype: int
    """
    max_length = 0
    start = 0
    end = 0
    char_map = {}

    while end < len(s):
        if s[end] not in char_map:
            char_map[s[end]] = end
            end += 1
            max_length = max(max_length, end - start)
        else:
            del char_map[s[start]]
            start += 1

    return max_length