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- 筆者在完成LeetCode第三題(Longest Substring Without Repeating Characters)時，經歷了設計、實現、最佳化三個階段，於是透過這個三部曲系列，將當初的整個過程重現，希望有興趣的讀者來一起討論；

### 三部曲完整連結
1. [《LeetCode第三題(Longest Substring Without Repeating Characters)三部曲之一：解題思路》](https://blog.csdn.net/boling_cavalry/article/details/86563586);
2. [《LeetCode第三題(Longest Substring Without Repeating Characters)三部曲之二：編碼實現》](https://blog.csdn.net/boling_cavalry/article/details/86654969);
3. [《LeetCode第三題(Longest Substring Without Repeating Characters)三部曲之三：兩次最佳化》](https://blog.csdn.net/boling_cavalry/article/details/86655675);

- 先來看下最佳化後的最終效果，如下圖，程式語言是Java，17毫秒完成，超越99.94%的提交方案：
![在這裡插入圖片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/20190120165602563.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2JvbGluZ19jYXZhbHJ5,size_16,color_FFFFFF,t_70)

- 上述成績的地址是：https://leetcode.com/submissions/detail/199426736/

### 三部曲說明
- 整個系列由三篇文章組成：
- 第一篇，也就是本文，描述基本解題思路；
- 第二篇，根據解題思路完成初版的程式碼實現，目標是保證功能正常，能在LeetCode網站提交成功；
- 第三篇，針對初版程式碼做了兩輪最佳化，每輪都有一個最佳化的重點，最終將耗時從40ms以上最佳化到17ms；

### 題目簡介
1. 題目地址是：https://leetcode.com/problems/longest-substring-without-repeating-characters/
2. 題目內容：輸入一個字串例如"abcabcbb"，找到最長的不重複的字串的長度返回，這裡應該返回的是"abc"的長度3；

### 解題思路簡述
- 該題的關鍵是設計一個"滑動視窗"，裡面存的是最長的不重複字串，一開始這個視窗是空的，如下圖，綠色代表滑動視窗，藍色的是外部輸入的字串：
![在這裡插入圖片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/20190120172942903.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2JvbGluZ19jYXZhbHJ5,size_16,color_FFFFFF,t_70)
- 從字串的第一個元素開始，執行這個邏輯：
1. 用一個變數儲存當前已經發現的最大長度，假設名為maxLen；
2. 如果當前檢查的元素在視窗中沒有，就加入視窗，例如視窗中已經有了"ab"，當前是"c"，那麼視窗中最大長度加一；
3. 如果當前檢查的元素在視窗中存在，例如視窗中已經有了"abc"，當前檢查的元素是"a"，這個"a"在視窗總已經存在了，視窗作調整，視窗中的"a"和它左側的所有元素全部移除視窗，再把當前檢查的"a"元素加入視窗；
4. 拿當前視窗的長度和maxLen比較，大的值存入maxLen中；
5. 繼續檢查字串的下一個元素，邏輯是前面的步驟；

### 思路詳細圖解
- 以前面的"abcabcbb"為例，來把上述邏輯用圖片演示一遍；

- 檢查完第一個元素後，視窗效果如下圖，可見第一個元素已經納入視窗中：
![在這裡插入圖片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/20190120175145198.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2JvbGluZ19jYXZhbHJ5,size_16,color_FFFFFF,t_70)

- 檢查完第三個元素後，效果如下圖，maxLen等於3，三個元素納入視窗：
![在這裡插入圖片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/20190120175342928.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2JvbGluZ19jYXZhbHJ5,size_16,color_FFFFFF,t_70)

- 檢查到第四個元素是"a"，那麼視窗的左側和右側都開始滑動，maxLen等於3，當前視窗中的長度也是3，因此maxLen不變,如下圖：
![在這裡插入圖片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/20190120180923686.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2JvbGluZ19jYXZhbHJ5,size_16,color_FFFFFF,t_70)

- 繼續檢查第5個元素，這次遇到的"b"在視窗中也存在，處理如下圖：
![在這裡插入圖片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/20190120181500723.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2JvbGluZ19jYXZhbHJ5,size_16,color_FFFFFF,t_70)

- 繼續檢查第6個元素，這次遇到的"c"在視窗中也存在，所以第一個"c"移出視窗，第二個"c"加入視窗，視窗內的元素還是3個，所以maxLen保持不變，處理如下圖：
![在這裡插入圖片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/20190124000523405.jpg?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2JvbGluZ19jYXZhbHJ5,size_16,color_FFFFFF,t_70)

- 檢查第7個元素"b"，視窗中已經有"b"了，所以左側視窗向右收縮，將裡面原有的中的"b"移出，右側視窗向右擴張，將第7個元素"b"納入視窗中，此時視窗中元素數量為2，小於maxLen，所以maxLen不變，如下圖：
![在這裡插入圖片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/20190124000932756.jpg?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2JvbGluZ19jYXZhbHJ5,size_16,color_FFFFFF,t_70)

- 檢查第8個元素"b",發現視窗中已經有"b"了，只能將視窗中的"b"(第7個元素)和它左側的"c"(第6個元素)都從視窗中移出，再把第8個元素納入視窗，此時視窗中只有一個元素，因此maxLen不變，如下圖：
![在這裡插入圖片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/20190124001724308.jpg?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2JvbGluZ19jYXZhbHJ5,size_16,color_FFFFFF,t_70)

- 陣列已經遍歷完畢，返回maxLen=3，解題結束；

- 以上就是解題思路，用程式碼來實現整個思路並不難，下一篇文章我們來看下基本的程式碼實現；

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LeetCode3三部曲之一：解題思路

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