c/c++语言开发共享无重复字符最长子串—————-滑动窗口法

1.问题:给出一个字符串,找出其中无重复字符最长子串 abcbc 最长无重复子串是abc 长度是3 2.方法一,暴力法 我们可以找出每一个子串,然后找到最长的无重复字符的子串就可了,方法简单粗暴。 代码如下: 1 #include<stdio.h> 2 #include<string.h> 3 // …

1.问题:给出一个字符串,找出其中无重复字符最长子串

  abcbc  最长无重复子串是abc  长度是3

 

2.方法一,暴力法

  我们可以找出每一个子串,然后找到最长的无重复字符的子串就可了,方法简单粗暴。

  代码如下:

  

 1 #include<stdio.h>  2 #include<string.h>   3 //判断有没有重复字符  4 int isrepeat(char*str,int start,int end)  5 {  6     int i;  7     for(i=start;i<end;i++)  8     {  9         if(str[i]==str[end]) 10             return i;//如果找到重复的字符,返回该字符的索引  11     } 12     return -1;//否则返回-1,表示没有重复字符  13 } 14  15 void findmaxsubstring(char * str) 16 {     17     int i,j; 18     int n,m;//记录最长子串开始和结束的下标  19     int max=0;//记录无重复字符子串最大长度  20     int num=0;//当前无重复字符子串的长度  21     int len=strlen(str);//求出字符串长度 22     //开始列举每一个子串  23     for(i=0;i<len;i++) 24     { 25         for(j=i+1;j<len;j++) 26         {     27             //判断从i开始到j之间有没有重复字符  28             if(isrepeat(str,i,j)!=-1) 29             {     30                 //如果有重复的字符  31                 num=j-i;//记录当前的子串长度  32                 if(num>max) 33                 { 34                     max=num;//记最大长度  35                     n=i;//开始的下标  36                     m=j-1;//结束的下标,因为第j个字符与前面有重复了  37                 }  38                  39                 break;//有重复字符,结束本次循环  40             } 41         } 42     } 43     //输出长度和该字符串  44     for(i=n;i<=m;i++) 45         printf("%c",str[i]); 46     printf("nthe max len is %d ",max); 47 } 48  49 int main() 50 { 51     char * str="abcdefghacbcnnmjklabak"; 52     findmaxsubstring(str); 53     return 0; 54 } 

算法分析,要遍历每一个子串,时间复杂度o(n^2),判断每一个子串是否有重复,时间复杂度o(n),

所以整个时间复杂度o(n^3),这个复杂度是很高的,所以暴力法不合适。

3.方法二,滑动窗口

  滑动窗口是一个在字符串处理中常用的方法,简单而言窗口就是一个自己维护的序列。对于字符串str而言,我们已经知道从

  开始到 j  之间的字符串是没有重复字符的,那么从 i就是一个窗口。下一步,我们要判断下一个字符 j+1 是否在窗口里重复了,如果没有重复

  那么 j 滑动  j++  i 保持不变。如果重复了 i 滑动到重复字符的位置下一个位置,j 继续向前滑动 j++。这样当 j 走完就可以得到最长无重复子串。

  这方法其实就是利用之前已知的信息进行判断,因为我们已知之前的子串有没有重复,在哪个位置重复了。

  代码如下:

  

 1 #include<stdio.h>  2 #include<string.h>   3 //判断子串有么有重复字符   4 int isrepeat(char*str,int start,int end)  5 {  6     int i;  7     for(i=start;i<end;i++)  8     {  9         if(str[i]==str[end]) 10             return i;//如果找到重复的字符,返回该字符的索引  11     } 12     return -1;//否则返回-1,表示没有重复字符  13 } 14  15 void findmaxsubstring(char *str) 16 { 17     int len=strlen(str);//得到字符串长度  18     int max=0;//记录最大无重复子串长度  19     int flag=0;//  20     int i=0,j=1; 21     int num=1;//当前无重复子串长度  22     int n,m;//记录最大无重复子串的开始,结束下标 23     //  24     while(j<len) 25     { 26         flag=isrepeat(str,i,j); 27         if(flag==-1)//flag为-1没有重复字符  28         { 29             j++;//j向前滑动  30             num++;//当前无重复子串长度加一  31         } 32         //有重复字符                             33         else 34         {     35             //如果当前长度大于最大长度  36             if(num>max) 37             {     38                 //记录下标  39                 n=i; 40                 m=j-1; 41                 max=num; 42              43             } 44             //i从有重复字符的下一个位置开始  45             i=flag+1; 46             j++;//j继续向前滑动  47             num=j-i;//当前无重复子串长度  48              49         } 50     } 51     //输出长度和该子串  52     for(i=n;i<=m;i++) 53         printf("%c",str[i]); 54     printf("nthe max len is %d ",max); 55 }  56 int main() 57 { 58     char * str="abcdefghacbcnnmjklabak"; 59     findmaxsubstring(str); 60     return 0; 61 } 

算法分析,滑动窗口是一遍过的,时间复杂度为o(n),加上判断子串是否有重复的时间复杂度o(n),所以

时间复杂度是o(n^2)。但其实很多时候判断子串是否有重复字符,不是用我上面的方法,而是用哈希表,或者集合,时间复杂度是o(1)

因此该方法的时间复杂度是线性的,实质为o(n)比暴力法好很多。

 

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