演绎字符串魅力，探索JS算法之最长不含重复字符子字符串的奥秘

2024-01-20 01:33:50

探索JS算法之最长不含重复字符子字符串奥秘

前言：

在现实世界中，我们经常会遇到需要处理字符串的情况，例如，对文本进行分析、提取关键信息或比较两个字符串的异同等。因此，掌握字符串处理算法至关重要。本文将重点探讨一种经典的字符串处理算法——JS算法之最长不含重复字符子字符串。通过示例和代码讲解，帮助读者理解算法的原理及其应用。

算法概述：

最长不含重复字符的子字符串算法旨在找出给定字符串中最长的不包含重复字符的子字符串，并返回其长度。例如，对于字符串 "abcabcbb"，算法将返回 3，因为最长子字符串是 "abc"。

算法实现：

暴力解法： 暴力解法是最直接的解决方案，它通过比较字符串中每个字符与其他字符来检查重复情况。这种方法虽然简单易懂，但对于长字符串而言，计算成本较高，效率低下。
滑动窗口法： 滑动窗口法是一种优化后的算法，它使用两个指针来定义一个滑动窗口。窗口的起始位置由左指针标记，窗口的结束位置由右指针标记。算法通过移动右指针来扩展窗口，并通过检查窗口内是否包含重复字符来确定最长子字符串。当发现重复字符时，算法将左指针移动到重复字符的下一个位置，重新开始滑动窗口。这种方法比暴力解法更有效，时间复杂度为 O(n)，其中 n 是字符串的长度。

代码示例：

// JS算法：找到字符串中最长的不含重复字符的子字符串
function longestSubstringWithoutRepeatingCharacters(str) {
  let maxLength = 0;
  let start = 0;
  let end = 0;
  let charSet = new Set();

  while (end < str.length) {
    if (!charSet.has(str[end])) {
      charSet.add(str[end]);
      end++;
      maxLength = Math.max(maxLength, end - start);
    } else {
      charSet.delete(str[start]);
      start++;
    }
  }

  return maxLength;
}

// 示例输入和输出
const str1 = "abcabcbb";
console.log(longestSubstringWithoutRepeatingCharacters(str1)); // 3

const str2 = "bbbbbb";
console.log(longestSubstringWithoutRepeatingCharacters(str2)); // 1

const str3 = "pwwkew";
console.log(longestSubstringWithoutRepeatingCharacters(str3)); // 3