寻找字符串的最长不重复子串，计算复杂度O(n)，两种实现

问题描述：给定一个字符串，找出这个字符串中最长的不重复子串。比如对于字符串“sadus”，那么返回的结果应该是“sadu”或者“adus”（返回一个即可）；对于字符串“acbba”，返回的应是“acb”。

对于这样一个问题，想必大家首先想到利用的数据结构是HashMap，利用HashMap来保证子串的不重复。但是我们可以想想能不能不用HashMap呢？答案显然是可以的，因为字符数是固定的，不超过256个！所以我们可以用一个长度为256的数组来记录所有字符的出现情况。

具体的思路是这样的：遍历整个字符串，针对每个字符做三件事

（1）如果当前字符出现过并且该字符上一次出现时的index大于目前子串的初始index，那么将目前子串的初始index置为该字符上一次出现时的index。注意这个子串不一定是最大长度的子串，而是程序运行过程中当前的不重复子串。

（2）如果当前的index与startIndex（目前子串的初始index）的差值大于maxLen（记录的最长不重复子串的长度），那么更新maxLen。注意，因为我们要输出这个不重复子串，所以我们在这时候（maxLen改变时）需要记录startIndex。

（3）记录当前字符的index。

这样扫描完以后，我们就可以根据oriStartIndex（maxLen改变时记录的startIndex）和maxLen来得到最长不重复子串。

具体实现如下，其中findLongestSubString1()函数是利用HashMap来实现的，而findLongestSubString2()函数是利用数组来实现的，两者的算法思想是一模一样的，但是性能相差近10倍。

import java.util.HashMap;public class MaxSubString {public static void main(String[] args) {String str = "jhhjnsfudufbdfyscfbsdjjSAFASFsefyrsjksaudhsduhasdbg" +"ywqep[m,mzaASFASFhuwenzsdjsjfasfyaehwzsjx ;ASFASFlpwisjd" +"asuwnad.pqwekASFqowe92347174nsd sdfsdf73bwASFawue821b9sa" +"dasjdnasdqASFASASFF2en128adasjdnqwudSAASFF   ASFw 1wq89ewa" +"dasjdASFhqw8edeqwhedhqwueASFuquweuqwuehqw e123xrkASFajs8" +"9da2qe54we24eDASASAFFdfsdifhsd";long a = System.nanoTime();for(int count = 0; count < 100000; count++){findLongestSubString1(str);}long b = System.nanoTime() - a;System.out.println(b);a = System.nanoTime();for(int count = 0; count < 100000; count++){findLongestSubString2(str);}b = System.nanoTime() - a;System.out.println(b);System.out.println(findLongestSubString1(str));System.out.println(findLongestSubString2(str));}private static String findLongestSubString1(String str) {if(str == null) return null;StringBuilder maxSubString = new StringBuilder("");char [] strCharArr = str.toCharArray();HashMap<Character, Integer> charsIndex = new HashMap<Character, Integer>();int startIndex = -1, oriStartIndex = startIndex, maxLen = 0;for(int index = 0; index < strCharArr.length; index++) {if(charsIndex.containsKey(strCharArr[index])) {int oriIndex = charsIndex.get(strCharArr[index]);if(oriIndex > startIndex){startIndex = oriIndex;}}if(index - startIndex > maxLen) {maxLen = index - startIndex;oriStartIndex = startIndex;}charsIndex.put(strCharArr[index], index);}for(int index =  oriStartIndex + 1; index < oriStartIndex + maxLen + 1; index++) {maxSubString.append(strCharArr[index]);}return maxSubString.toString();}private static String findLongestSubString2(String str) {if(str == null) return null;StringBuilder maxSubString = new StringBuilder("");char [] strCharArr = str.toCharArray();int [] charsIndex = new int[256];for(int index = 0; index < 256; index++)  charsIndex[index] = -1;int startIndex = -1, oriStartIndex = startIndex, maxLen = 0;for(int index = 0; index < strCharArr.length; index++) {if(charsIndex[strCharArr[index]] > startIndex)startIndex = charsIndex[strCharArr[index]];if(index - startIndex > maxLen) {maxLen = index - startIndex;oriStartIndex = startIndex;}charsIndex[strCharArr[index]] = index;}for(int index =  oriStartIndex + 1; index < oriStartIndex + maxLen + 1; index++) {maxSubString.append(strCharArr[index]);}return maxSubString.toString();}
}

程序运行结果：

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