LeetCode-3.无重复字符的最长子串

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。

package com.zhen.leetCode.middle;

import java.util.HashMap;
import java.util.HashSet;
import java.util.Map;
import java.util.Set;

/**
 * 3. 无重复字符的最长子串
 * 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。
 * @author Din
 *
 */
public class LengthOfLongestSubstring {

    public static void main(String[] args) {
        String string = "aabaab!bb";
        int length = lengthOfLongestSubstring1(string);
        System.out.println(length);
    }
    
    /**
     *     执行用时: 35 ms, 在Longest Substring Without Repeating Characters的Java提交中击败了89.44% 的用户
        内存消耗: 39.3 MB, 在Longest Substring Without Repeating Characters的Java提交中击败了19.80% 的用户
     * 
     * @param s
     * @return
     */
    public static int lengthOfLongestSubstring(String s) {
        String resultStr = "";
        String tmpStr = "";
        for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
            String item = String.valueOf(s.charAt(i));
            if (tmpStr.contains(item)) {
                //包含(先和resultStr比较，如果大于则赋值给resultStr)
                if (tmpStr.length() > resultStr.length()) {
                    resultStr = tmpStr;
                }
                //然后从重复元素开始substring直接赋值给tmpStr并拼接当前元素
                tmpStr = tmpStr.substring(tmpStr.indexOf(item) + 1);
            }
            tmpStr += item;
        }
        if (resultStr.length() < tmpStr.length()) {
            resultStr = tmpStr;
        }
        return resultStr.length();
    }
    /**
     *     执行用时: 73 ms, 在Longest Substring Without Repeating Characters的Java提交中击败了40.12% 的用户
        内存消耗: 51.7 MB, 在Longest Substring Without Repeating Characters的Java提交中击败了12.25% 的用户
     * @param s
     * @return
     */
    public static int lengthOfLongestSubstring1(String s) {
        String tmpStr = "";
        int maxLength = 0;
        for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
            String item = String.valueOf(s.charAt(i));
            if (tmpStr.contains(item)) {
                //包含(先和resultStr比较，如果大于则赋值给resultStr)
                maxLength = Math.max(maxLength, tmpStr.length());
                //然后从重复元素开始substring直接赋值给tmpStr
                tmpStr = tmpStr.substring(tmpStr.indexOf(item) + 1);
            }
            //拼接当前元素
            tmpStr += item;
        }
        maxLength = Math.max(maxLength, tmpStr.length());
        
        return maxLength;
    }
    
    /**
     * 官方解答
     * 滑动窗口
     *     时间复杂度：O(2n) = O(n)，在最糟糕的情况下，每个字符将被 i 和 j访问两次。
        空间复杂度：O(min(m,n))，与之前的方法相同。滑动窗口法需要 O(k) 的空间，其中 k 表示 Set 的大小。
        而Set的大小取决于字符串 n 的大小以及字符集/字母 m 的大小。 
     */
    public int lengthOfLongestSubstring2(String s) {
        int n = s.length();
        Set<Character> set = new HashSet<Character>();
        int ans = 0, i = 0, j = 0;
        while (i < n && j < n) {
            // try to extend the range [i, j]
            if (!set.contains(s.charAt(j))){
                set.add(s.charAt(j++));
                ans = Math.max(ans, j - i);
            }
            else {
                set.remove(s.charAt(i++));
            }
        }
        return ans;
    }

    /**
     * 官方解答
     * 滑动窗口-优化
     * 时间复杂度：O(n)，索引 j 将会迭代 n 次。
        空间复杂度（HashMap）：O(min(m,n))，与之前的方法相同。
        空间复杂度（Table）：O(m)，m 是字符集的大小。
     */
    public int lengthOfLongestSubstring3(String s) {
        int n = s.length(), ans = 0;
        Map<Character, Integer> map = new HashMap<Character, Integer>(); // current index of character
        // try to extend the range [i, j]
        for (int j = 0, i = 0; j < n; j++) {
            if (map.containsKey(s.charAt(j))) {
                i = Math.max(map.get(s.charAt(j)), i);
            }
            ans = Math.max(ans, j - i + 1);
            map.put(s.charAt(j), j + 1);
        }
        return ans;
    }
  
}