Question

340. 至多包含 K 个不同字符的最长子串

English Version

题目描述

给你一个字符串 s 和一个整数 k ，请你找出 至多 包含_ k_ 个 不同 字符的最长子串，并返回该子串的长度。

 

示例 1：

输入：s = "eceba", k = 2
输出：3
解释：满足题目要求的子串是 "ece" ，长度为 3 。

示例 2：

输入：s = "aa", k = 1
输出：2
解释：满足题目要求的子串是 "aa" ，长度为 2 。

 

提示：

• 1 <= s.length <= 5 * 104
• 0 <= k <= 50

解法

方法一：滑动窗口 + 哈希表

我们可以使用滑动窗口的思想，维护一个滑动窗口，使得窗口内的字符串中不同字符的个数不超过 $k$ 个。窗口内不同字符个数的统计可以用哈希表 cnt 来维护。

我们使用两个指针 $j$ 和 $i$ 分别表示滑动窗口的左右边界。我们先移动右边界 $i$，将字符 $s[i]$ 加入到窗口内，扩大滑动窗口，若此时窗口内不同字符的个数超过 $k$ 个，则移动左边界 $j$，缩小滑动窗口，直到窗口内不同字符的个数不超过 $k$ 个。此时我们可以更新答案的最大值，即 $ans = max(ans, i - j + 1)$。

时间复杂度 $O(n)$，空间复杂度 $O(\min(n, k))$。其中 $n$ 为字符串的长度。

class Solution:
  def lengthOfLongestSubstringKDistinct(self, s: str, k: int) -> int:
    cnt = Counter()
    n = len(s)
    ans = j = 0
    for i, c in enumerate(s):
      cnt[c] += 1
      while len(cnt) > k:
        cnt[s[j]] -= 1
        if cnt[s[j]] == 0:
          cnt.pop(s[j])
        j += 1
      ans = max(ans, i - j + 1)
    return ans

class Solution {
  public int lengthOfLongestSubstringKDistinct(String s, int k) {
    Map<Character, Integer> cnt = new HashMap<>();
    int n = s.length();
    int ans = 0, j = 0;
    for (int i = 0; i < n; ++i) {
      char c = s.charAt(i);
      cnt.put(c, cnt.getOrDefault(c, 0) + 1);
      while (cnt.size() > k) {
        char t = s.charAt(j);
        cnt.put(t, cnt.getOrDefault(t, 0) - 1);
        if (cnt.get(t) == 0) {
          cnt.remove(t);
        }
        ++j;
      }
      ans = Math.max(ans, i - j + 1);
    }
    return ans;
  }
}

class Solution {
public:
  int lengthOfLongestSubstringKDistinct(string s, int k) {
    unordered_map<char, int> cnt;
    int n = s.size();
    int ans = 0, j = 0;
    for (int i = 0; i < n; ++i) {
      cnt[s[i]]++;
      while (cnt.size() > k) {
        if (--cnt[s[j]] == 0) {
          cnt.erase(s[j]);
        }
        ++j;
      }
      ans = max(ans, i - j + 1);
    }
    return ans;
  }
};

func lengthOfLongestSubstringKDistinct(s string, k int) (ans int) {
  cnt := map[byte]int{}
  j := 0
  for i := range s {
    cnt[s[i]]++
    for len(cnt) > k {
      cnt[s[j]]--
      if cnt[s[j]] == 0 {
        delete(cnt, s[j])
      }
      j++
    }
    ans = max(ans, i-j+1)
  }
  return
}