LeetCode算法解析：滑动窗口与计数数组实战

1. 项目概述

今天要分享的是LeetCode上两道经典题目："无重复字符的最长子串"和"赎金信"。这两道题分别来自LeetCode热题100和日常练习题库，是面试中经常被问到的题目类型。作为算法练习者，掌握这两道题的解法不仅能提升编程能力，更能深入理解滑动窗口和计数数组这两个重要算法技巧。

我在刷题过程中发现，很多初学者对这两道题的理解往往停留在表面，只是机械记忆解法而不知其所以然。本文将带大家从问题本质出发，通过详细的原理解析和多种解法对比，真正掌握这两类问题的解决思路。

2. 无重复字符的最长子串解析

2.1 问题描述与示例

题目要求给定一个字符串s，找出其中不含有重复字符的最长子串的长度。例如：

• 输入："abcabcbb"，输出：3（"abc"）
• 输入："bbbbb"，输出：1（"b"）
• 输入："pwwkew"，输出：3（"wke"）

这道题的关键在于"无重复字符"和"最长子串"两个条件。子串必须是连续的，且所有字符都不重复。

2.2 暴力解法分析

最直观的解法是暴力枚举所有可能的子串，然后检查是否有重复字符。这种方法时间复杂度为O(n^3)，显然效率太低，无法通过LeetCode的测试用例。

python复制def lengthOfLongestSubstring(s: str) -> int:
    n = len(s)
    res = 0
    for i in range(n):
        for j in range(i, n):
            if len(set(s[i:j+1])) == j - i + 1:
                res = max(res, j - i + 1)
    return res

2.3 滑动窗口优化

滑动窗口是解决这类子串问题的经典方法。其核心思想是维护一个窗口，通过调整窗口的左右边界来寻找符合条件的子串。

具体实现步骤：

1. 使用哈希集合记录当前窗口中的字符
2. 初始化左右指针left和right都指向字符串开头
3. 右指针不断右移，将新字符加入集合
4. 当遇到重复字符时，左指针右移直到消除重复
5. 在整个过程中记录窗口的最大长度

python复制def lengthOfLo