题目描述（Middle）：

官方解答：https://leetcode.com/problems/longest-substring-without-repeating-characters/description/

方法一：暴力解法

一个一个地检查子串看是否有重复字符

算法描述：

假设有一个函数? boolean allUnique(String substring)? ，当子串的字符无重复时返回true，否则返回false。我们可以通过对给定字符串? s? 的所有可能子串都调用该? allUnique? 函数。如果返回为true（说明无重复），则更新无重复的最长子串的长度。

具体如下：

1. 假设子串的开头标识为 i ，结尾标识为 j ，则 0 ≤ i < j ≤ n 。则使用两个嵌套循环即可遍历? s? 的所有子串（i 从0~n-1，j 从i + 1到 n）
2. 为了检查字符串中是否存在重复字符，可以使用集合来装载。在放入一个字符前检查该字符是否已存在于集合 set 中。如果存在则返回false。循环结束后返回true。

代码如下：

public class Solution{
    public int lengthOfLongestSubString(String s){
        int n = s.length(), ans = 0;
        for(int i = 0; i < n; i++){    //循环遍历子串看子串中的字符是否重复
            for(int j = i + 1; j <= n; j++){
                if(allUnique(s, i, j))
                    ans = Math.max(ans, j - i)    //若不重复则更新不重复最长子串的长度
            }
        }
        return ans
    }
    //判断字符串是否全是单一的函数，是返回True，否则返回False
    public boolean allUnique(String s, int start, int end){
        Set<Character> set = new HashSet<>();    //集合set存储字符
        for(int i = start; i < end; i++){    //从开头位置遍历到结尾位置
            Character ch = s.charAt(i);      //获取i位置的字符
            if(set.contains(ch))             //判断字符是否在集合set中
                return false;                //若在集合set中表示有重复，非单一
            set.add(ch);                     //在集合中增加新字符
        }
        return true;
    }
}

?方法二：滑动窗口

算法描述：

在上一方法中，我们一直重复地检查一个子串，看它是否有重复字符，但实际上是没有必要的。如果一个从索引 i 到 j - 1的子串??已经检查到没有重复字符了，那我们就只需要检查? 是否在??中就行了。

为了检查一个字符是否已经在这个子串中，我们可以循环扫描这个子串。但是复杂度为。我们可以用滑动窗口方法进行优化，将HashSet作为一个滑动窗口。

滑动窗口指的是在数组或字符串中某一范围的元素，比如：[i, j) 下标范围内的元素。如果我们将 [i, j) 向右移动一个元素则变成了 [i+1, j+1)。

我们用HashSet存储现有窗口 [i, j) 的字符（初始时 i = j）。然后我们将索引 j 向右滑动， 如果（指向的新的字符）不在HashSet中则继续向右滑动，直到 s[j] 已经在HashSet中为止。当然，无重复字符的最长子串是从索引 i 开始的。对所有的 i 进行此操作就可以得到答案。

代码如下：

public class Solution{
    public int lengthOfLongestSubString(String s){
        int n = s.length(), ans = 0;
        Set<Character> set = new HashSet<>();
        int i = 0, j = 0;
        while(i < n && j < n){
            if(!set.contains(s.charAt(j))){    //若集合set中不包含索引j的字符
                set.add(s.charAt(j++));        //将该字符存入集合set中，j++窗口右移
                and = Math.max(ans, j - i);    //更新结果
            }
            else{                              //若集合set中包含索引j的字符
                set.remove(s.charAt(i++));     //将索引i的字符移出集合set，i++继续循环判断
            }
        }
        return ans;
    }
}

方法三：窗口移动的优化?

在方法二中可以很明显看到弊端，即当遇到有 j 指向的字符存在集合中时需要一点一点移动 i 。实际上假设 s[j] 在 [i, j) 窗口范围内有重复的字符且其索引为 j' ，我们可以跳过 [i, j'] 范围内的所有元素，直接置 i 为 j' + 1 。

因此可以用HashMap将每个字符和其所在位置一一对应起来。

代码如下：

class Solution {
    public int lengthOfLongestSubstring(String s) {
        int ans = 0, n = s.length();
        Map<Character, Integer> map = new HashMap<>();  //HashMap存储（不重复的）字符和字符下标対
        for(int i = 0, j = 0; j < n; j ++){
            if(map.containsKey(s.charAt(j))){    //若新的字符已经在HashMap中
                i = Math.max(map.get(s.charAt(j)), i);    //将窗口的左端i移动到该字符的最大值下标
            }
            ans = Math.max(ans, j - i + 1);    //计算窗口大小
            map.put(s.charAt(j), j + 1);        //将新的字符放入HashMap中
        }
        return ans;
    }
}

上述算法都没有对字符串? s? 使用的字符集进行 假设。我们知道字符集是很小的，我们可以将 Map 换为整形数组来直接访问。

如 index[65] 表示字符 'A' 的索引值。（注：在ASCII码表中 'A' 是 65）

常用表示如下：

• int[26]? ? 用于字符 'a' - 'z' 或者 'A' - 'Z'
• int[128]? 用于所有的ASCII码（ASCII码表中只有128个字符）
• int[256]? 用于扩展的ASCII码

可修改代码如下：

public class Solution{
    public int lengthOfLongestSubstring(String s){
        int n = s.length(), ans = 0;
        int[] index = new index[128];    //当前字符的索引数组
        for(int i = 0, j = 0; j < n; j++){
            i = Math.max(index[s.charAt(j)], i);    //找到j的字符索引和i的最大值，即如果有重复取i最大的那个
            ans = Math.max(ans, j - i + 1);
            index[s.charAt(j)] = j + 1;    //存储j的字符的索引为j+1
        }
        return ans;
    }
}

?

cs