【C++】字符串子串的系列问题

一、解题背景：

字符串的子串应该是常见的一类有关字符串的算法题目，这里我将leetcode的相关几道题汇总了一下，写了一些具体的思路和多种的求解方法。

二、问题求解：

3. 无重复字符的最长子串

给定一个字符串 s ，请你找出其中不含有重复字符的最长子串的长度。
输入: s = “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。
/***********************************************************************/
输入: s = “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。

class Solution {public:// 方法1：int lengthOfLongestSubstring1(string s) {unordered_map<char,int> mp; // 记录的是索引位置int ans = 0, i = 0;for (int j=0; j<s.size(); j++) {if (mp.find(s[j])!=mp.end()) {i = max(mp[s[j]], i);}ans = max(ans, j-i+1);mp[s[j]] = j+1; // 保存对应字符后边的位置索引，可能作为下一次无重复字符串起点}return ans;}// 方法2：int lengthOfLongestSubstring1(string s) {unordered_map<char,int> mp; // 记录的是字符出现的次数int ans = 0;for (int i=0, j=0; j<s.size(); j++) {mp[s[j]]++;while (mp[s[j]]>1) { // 同样这个步骤也是为了找到相同字符的后一个位置mp[s[i++]]--;}ans = max(ans, j-i+1);}return ans;}
};

159. 至多包含两个不同字符的最长子串

给定字符串 s，判断最长的只含有一个或者两个字符的子串的长度。
input_str = “kkkk”
answer = 4
解释：最长子串是 kkkk。
/***********************************************************************/
input_str = “abdyd”
answer = 3
解释：满足条件的最长子串是 dyd。

class Solution {public:bool cmp(const pair<char, int> left,const pair<char, int> right) {return left.second<right.second;}int lengthOfLongest2DisSubstring(string s) {int ans = 1;unordered_map<char, int> mp;for (int j=0, i=0; j<s.size();j++) {mp[s[j]] = j;if(mp.size()==3) {auto iter = min_element(mp.begin(), mp.end(), cmp); // 找到最小的value的键值对i = iter->second+1;mp.erase(iter);}ans = max(ans, j-i+1);}return ans;}
};

395. 至少有 K 个重复字符的最长子串

给你一个字符串 s 和一个整数 k ，请你找出 s 中的最长子串，要求该子串中的每一字符出现次数都不少于 k 。返回这一子串的长度。
实例1：
输入：s = “aaabb”, k = 3
输出：3
解释：最长子串为 “aaa” ，其中 ‘a’ 重复了 3 次。
实例2：
输入：s = “ababbc”, k = 2
输出：5
解释：最长子串为 “ababb” ，其中 ‘a’ 重复了 2 次， ‘b’ 重复了 3 次。

class Solution {public:// 这里主要采用了分治的策略，从而使得问题拆分小，这里的核心是将整个字符串中次数未超过k次的作为分隔符来进行计算出现次数至少k次的最长子串。int dfs(string &s, int l, int r, int k, int res=0) {if (l>r) return 0;unordered_map<char,int> mp;for (int i=l; i<=r; i++)mp[s[i]]++;vector<int> pos;pos.push_back(l-1);for (int i=l; i<=r; i++)if (mp[s[i]]<k) pos.push_back(i);pos.push_back(r+1);if (pos.size()==2) return r-l+1;for (int i=0; i<pos.size()-1; i++) {res = max(res, dfs(s, pos[i]+1, pos[i+1]-1, k, res));}return res;}int longestSubstring(string s, int k) {if (s.size()==0 || s.size()<k) return 0;if (k<=1) return s.size();return dfs(s,0,s.size()-1,k,0);}
};

参考的思路：来源leetcode题解

//分治：对于一个字符串来说，如果要求子串最少出现k次，那么如果某些字母出现的次数小于k,
//这些字母一定不会出现在最长的子串中，并且这些字母将整个字符子串分割成小段，这些小段有可能是最长的
//但是由于被分割了，还是要检查这一小段，如果某些字母出现的次数小于k,会将小段继续分割下去,
//比如字符串"aacbbbdc"，要求最少出现2次,我们记录左右闭区间，，
//第一轮[0,7]，处理"aacbbbdc"，d只出现了一次不满足，于是递归解决区间[0,5]、[7,7]
//第二轮[0,5]，处理"aacbbb"，  c只出现了一次不满足，于是递归解决区间[0,1]、[3,4]
//第二轮[7,7]，处理"c"，       c只出现了一次不满足，不继续递归
//第三轮[0,1]，处理"aa"，      满足出现次数>=2,res=2
//第三轮[3,4]，处理"bbb"，     满足出现次数>=2 res=3;

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