java 计算不重复子串

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mob649e81576de1 2025-01-26 11:50:06 ©著作权

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Java计算不重复子串的实现指南

作为一名刚入行的开发者，计算不重复子串的任务可能看起来有些复杂，但其实只要遵循一定的步骤就能顺利实现。本文将为你详细阐述如何在Java中实现这一功能，并提供必要的代码示例和注释，帮助你理解每个步骤的意义。

整体流程

在实际开发中，实现“计算不重复子串”的过程可以分为以下几个步骤：

步骤	描述
步骤1	初始化变量和数据结构
步骤2	使用双指针遍历字符串
步骤3	检查当前字符是否在集合中
步骤4	更新最大不重复子串的长度
步骤5	返回最大长度

现在，我们详细讨论每个步骤。

步骤1：初始化变量和数据结构

在这一部分，我们需要创建必要的变量来存储字符串长度、当前不重复子串的长度，以及一个集合来存储当前正在考察的字符。

import java.util.HashSet;

public class UniqueSubstrings {
    public static void main(String[] args) {
        String s = "abcabcbb";  // 输入字符串
        int maxLength = 0;      // 记录最大不重复子串的长度
        HashSet<Character> set = new HashSet<>(); // 存储当前不重复字符
    }
}

步骤2：使用双指针遍历字符串

我们使用两个指针来遍历字符串，一个指针用于遍历到的字符，另一个指针用于记录当前不重复子串的起始位置。

        int left = 0; // 左指针
        for (int right = 0; right < s.length(); right++) { // 右指针

步骤3：检查当前字符是否在集合中

在内循环中，我们需要检查当前字符是否已在集合中。如果在，移动左指针以移除重复字符；如果不在，则添加当前字符到集合中。

            char currentChar = s.charAt(right);

            // 如果当前字符已存在于集合中
            if (set.contains(currentChar)) {
                // 移动左指针直到移除重复字符
                while (set.contains(currentChar)) {
                    set.remove(s.charAt(left));
                    left++;
                }
            }
            // 添加当前字符到集合
            set.add(currentChar);

步骤4：更新最大不重复子串的长度

在每一步，我们都需要比较当前最大长度和当前不重复子串的长度。

            maxLength = Math.max(maxLength, right - left + 1);

步骤5：返回最大长度

遍历结束后，我们可以返回最大不重复子串的长度。

        System.out.println("最大不重复子串的长度是：" + maxLength);
    }
}

完整代码

把所有的代码整合起来，我们的完整代码如下所示：

import java.util.HashSet;

public class UniqueSubstrings {
    public static void main(String[] args) {
        String s = "abcabcbb";  // 输入字符串
        int maxLength = 0;      // 记录最大不重复子串的长度
        HashSet<Character> set = new HashSet<>(); // 存储当前不重复字符

        int left = 0; // 左指针
        for (int right = 0; right < s.length(); right++) { // 右指针
            char currentChar = s.charAt(right);

            // 如果当前字符已存在于集合中
            if (set.contains(currentChar)) {
                // 移动左指针直到移除重复字符
                while (set.contains(currentChar)) {
                    set.remove(s.charAt(left));
                    left++;
                }
            }
            // 添加当前字符到集合
            set.add(currentChar);
            // 更新最大长度
            maxLength = Math.max(maxLength, right - left + 1);
        }

        System.out.println("最大不重复子串的长度是：" + maxLength);
    }
}

状态图

为了帮助理解，请查看以下状态图。状态图展示了在计算不重复子串过程中各个状态之间的转换。

stateDiagram
    [*] --> 初始化
    初始化 --> 遍历字符串
    遍历字符串 --> 检查字符是否在集合中
    检查字符是否在集合中 --> 添加字符
    检查字符是否在集合中 --> 移动左指针
    添加字符 --> 更新最大长度
    移动左指针 --> 遍历字符串
    更新最大长度 --> 遍历字符串
    遍历字符串 --> [*] : 结束

类图

我们接下来展示类图，帮助你更好地理解代码结构。

classDiagram
    class UniqueSubstrings {
        +main(String[] args)
        - maxLength : int
        - set : HashSet<Character>
        - left : int
    }