C++实现LeetCode(159.最多有两个不同字符的最长子串)

[LeetCode] 159. Longest Substring with At Most Two Distinct Characters 最多有两个不同字符的最长子串

Given a string s , find the length of the longest substring t  that contains at most 2 distinct characters.

Example 1:

Input: "eceba"
Output: 3
Explanation: tis "ece" which its length is 3.

Example 2:

Input: "ccaabbb"
Output: 5
Explanation: tis "aabbb" which its length is 5.

这道题给我们一个字符串，让求最多有两个不同字符的最长子串。那么首先想到的是用 HashMap 来做，HashMap 记录每个字符的出现次数，然后如果 HashMap 中的映射数量超过两个的时候，这里需要删掉一个映射，比如此时 HashMap 中e有2个，c有1个，此时把b也存入了 HashMap，那么就有三对映射了，这时 left 是0，先从e开始，映射值减1，此时e还有1个，不删除，left 自增1。这时 HashMap 里还有三对映射，此时 left 是1，那么到c了，映射值减1，此时e映射为0，将e从 HashMap 中删除，left 自增1，然后更新结果为 i - left + 1，以此类推直至遍历完整个字符串，参见代码如下：

解法一：

class Solution {
public:
    int lengthOfLongestSubstringTwoDistinct(string s) {
        int res = 0, left = 0;
        unordered_map<char, int> m;
        for (int i = 0; i < s.size(); ++i) {
            ++m[s[i]];
            while (m.size() > 2) {
                if (--m[s[left]] == 0) m.erase(s[left]);
                ++left;
            }
            res = max(res, i - left + 1);
        }
        return res;
    }
};

我们除了用 HashMap 来映射字符出现的个数，还可以映射每个字符最新的坐标，比如题目中的例子 "eceba"，遇到第一个e，映射其坐标0，遇到c，映射其坐标1，遇到第二个e时，映射其坐标2，当遇到b时，映射其坐标3，每次都判断当前 HashMap 中的映射数，如果大于2的时候，那么需要删掉一个映射，还是从 left=0 时开始向右找，看每个字符在 HashMap 中的映射值是否等于当前坐标 left，比如第一个e，HashMap 此时映射值为2，不等于 left 的0，那么 left 自增1，遇到c的时候，HashMap 中c的映射值是1，和此时的 left 相同，那么我们把c删掉，left 自增1，再更新结果，以此类推直至遍历完整个字符串，参见代码如下：

解法二：

class Solution {
public:
    int lengthOfLongestSubstringTwoDistinct(string s) {
        int res = 0, left = 0;
        unordered_map<char, int> m;
        for (int i = 0; i < s.size(); ++i) {
            m[s[i]] = i;
            while (m.size() > 2) {
                if (m[s[left]] == left) m.erase(s[left]);
                ++left;
            }
            res = max(res, i - left + 1);
        }
        return res;
    }
};

后来又在网上看到了一种解法，这种解法是维护一个 sliding window，指针 left 指向起始位置，right 指向 window 的最后一个位置，用于定位 left 的下一个跳转位置，思路如下：

1. 若当前字符和前一个字符相同，继续循环。

2. 若不同，看当前字符和 right 指的字符是否相同

    (1) 若相同，left 不变，右边跳到 i - 1

    (2) 若不同，更新结果，left 变为 right+1，right 变为 i - 1

最后需要注意在循环结束后，还要比较结果 res 和 s.size() - left 的大小，返回大的，这是由于如果字符串是 "ecebaaa"，那么当 left=3 时，i=5,6 的时候，都是继续循环，当i加到7时，跳出了循环，而此时正确答案应为 "baaa" 这4个字符，而我们的结果 res 只更新到了 "ece" 这3个字符，所以最后要判断 s.size() - left 和结果 res 的大小。

另外需要说明的是这种解法仅适用于于不同字符数为2个的情况，如果为k个的话，还是需要用上面两种解法。

解法三：

class Solution {
public:
    int lengthOfLongestSubstringTwoDistinct(string s) {
        int left = 0, right = -1, res = 0;
        for (int i = 1; i < s.size(); ++i) {
            if (s[i] == s[i - 1]) continue;
            if (right >= 0 && s[right] != s[i]) {
                res = max(res, i - left);
                left = right + 1;
            }
            right = i - 1;
        }
        return max(s.size() - left, res);
    }
};

还有一种不使用 HashMap 的解法，是在做 Fruit Into Baskets 这道题的时候在论坛上看到的，其实这两道题除了背景设定之外没有任何的区别，代码基本上都可以拷来直接用的。这里使用若干的变量，其中 cur 为当前最长子串的长度，first 和 second 为当前候选子串中的两个不同的字符，cntLast 为 second 字符的连续长度。遍历所有字符，假如遇到的字符是 first 和 second 中的任意一个，那么 cur 可以自增1，否则 cntLast 自增1，因为若是新字符的话，默认已经将 first 字符淘汰了，此时候选字符串由 second 字符和这个新字符构成，所以当前长度是 cntLast+1。然后再来更新 cntLast，假如当前字符等于 second 的话，cntLast 自增1，否则均重置为1，因为 cntLast 统计的就是 second 字符的连续长度。然后再来判断若当前字符不等于 second，则此时 first 赋值为 second， second 赋值为新字符。最后不要忘了用 cur 来更新结果 res，参见代码如下：

解法四：

class Solution {
public:
    int lengthOfLongestSubstringTwoDistinct(string s) {
        int res = 0, cur = 0, cntLast = 0;
        char first, second;
        for (char c : s) {
            cur = (c == first || c == second) ? cur + 1 : cntLast + 1;
            cntLast = (c == second) ? cntLast + 1 : 1;
            if (c != second) {
                first = second; second = c;
            }
            res = max(res, cur);
        }
        return res;
    }
};

Github 同步地址：

https://github.com/grandyang/leetcode/issues/159

类似题目：

Fruit Into Baskets

Longest Substring Without Repeating Characters

Sliding Window Maximum

Longest Substring with At Most K Distinct Characters

Subarrays with K Different Integers

参考资料：

https://leetcode.com/problems/longest-substring-with-at-most-two-distinct-characters/

https://leetcode.com/problems/longest-substring-with-at-most-two-distinct-characters/discuss/49759/Share-my-c%2B%2B-solution

https://leetcode.com/problems/longest-substring-with-at-most-two-distinct-characters/discuss/49687/Clean-11-lines-AC-answer-O(1)-space-O(n)-time.

https://leetcode.com/problems/longest-substring-with-at-most-two-distinct-characters/discuss/49682/Simple-O(n)-java-solution-easily-extend-to-k-characters

https://leetcode.com/problems/longest-substring-with-at-most-two-distinct-characters/discuss/49708/Sliding-Window-algorithm-template-to-solve-all-the-Leetcode-substring-search-problem.

到此这篇关于C++实现LeetCode(159.最多有两个不同字符的最长子串)的文章就介绍到这了,更多相关C++实现最多有两个不同字符的最长子串内容请搜索我们以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持我们！