Programa de Python para encontrar la longitud de la substring más larga sin repetir caracteres

Dada una string str , encuentre la longitud de la substring más larga sin repetir caracteres. 

• Para “ABDEFGABEF”, las substrings más largas son “BDEFGA” y “DEFGAB”, con una longitud de 6.
• Para «BBBB», la substring más larga es «B», con una longitud de 1.
• Para «GEEKSFORGEEKS», hay dos substrings más largas que se muestran en los diagramas a continuación, con una longitud de 7

La complejidad de tiempo deseada es O(n) donde n es la longitud de la string.

Método 1 (Simple: O (n ³ )) : Podemos considerar todas las substrings una por una y verificar para cada substring si contiene todos los caracteres únicos o no. Habrá n*(n+1)/2 substrings. Si una substring contiene todos los caracteres únicos o no, se puede verificar en tiempo lineal escaneándola de izquierda a derecha y manteniendo un mapa de los caracteres visitados. La complejidad temporal de esta solución sería O(n^3).

# Python3 program to find the length
# of the longest substring without
# repeating characters
  
# This functionr eturns true if all
# characters in strr[i..j] are 
# distinct, otherwise returns false
def areDistinct(strr, i, j):
  
    # Note : Default values in visited are false
    visited = [0] * (26)
  
    for k in range(i, j + 1):
        if (visited[ord(strr[k]) - 
                   ord('a')] == True):
            return False
              
        visited[ord(strr[k]) -
                ord('a')] = True
  
    return True
  
# Returns length of the longest substring
# with all distinct characters.
def longestUniqueSubsttr(strr):
      
    n = len(strr)
      
    # Result
    res = 0 
      
    for i in range(n):
        for j in range(i, n):
            if (areDistinct(strr, i, j)):
                res = max(res, j - i + 1)
                  
    return res
  
# Driver code
if __name__ == '__main__':
      
    strr = "geeksforgeeks"
    print("The input is ", strr)
      
    len = longestUniqueSubsttr(strr)
    print("The length of the longest "
          "non-repeating character substring is ", len)
  
# This code is contributed by mohit kumar 29

The input string is geeksforgeeks
The length of the longest non-repeating character substring is 7

Método 2 (Mejor : O(n ² )) La idea es usar ventana deslizante . Siempre que vemos repetición, eliminamos la ocurrencia anterior y deslizamos la ventana.

# Python3 program to find the 
# length of the longest substring
# without repeating characters
def longestUniqueSubsttr(str):
      
    n = len(str)
      
    # Result
    res = 0 
   
    for i in range(n):
           
        # Note : Default values in 
        # visited are false
        visited = [0] * 256   
   
        for j in range(i, n):
   
            # If current character is visited
            # Break the loop
            if (visited[ord(str[j])] == True):
                break
   
            # Else update the result if
            # this window is larger, and mark
            # current character as visited.
            else:
                res = max(res, j - i + 1)
                visited[ord(str[j])] = True
              
        # Remove the first character of previous
        # window
        visited[ord(str[i])] = False
      
    return res
  
# Driver code
str = "geeksforgeeks"
print("The input is ", str)
  
len = longestUniqueSubsttr(str)
print("The length of the longest " 
      "non-repeating character substring is ", len)
  
# This code is contributed by sanjoy_62

The input string is geeksforgeeks
The length of the longest non-repeating character substring is 7

Método 4 (Tiempo lineal) : Hablemos ahora de la solución de tiempo lineal. Esta solución utiliza espacio adicional para almacenar los últimos índices de caracteres ya visitados. La idea es escanear la string de izquierda a derecha, realizar un seguimiento de la substring de caracteres no repetidos de longitud máxima vista hasta ahora en res . Cuando recorremos la string, para saber la longitud de la ventana actual necesitamos dos índices. 
1) Índice final ( j ): Consideramos el índice actual como índice final. 
2) Índice inicial ( i ): Es igual que la ventana anterior si el carácter actual no estaba presente en la ventana anterior. Para verificar si el carácter actual estaba presente en la ventana anterior o no, almacenamos el último índice de cada carácter en una array lasIndex[]. Si lastIndex[str[j]] + 1 es más que el inicio anterior, entonces actualizamos el índice de inicio i. De lo contrario, mantenemos el mismo i.  

A continuación se muestra la implementación del enfoque anterior:

# Python3 program to find the length
# of the longest substring
# without repeating characters
def longestUniqueSubsttr(string):
  
    # last index of every character
    last_idx = {}
    max_len = 0
  
    # starting index of current 
    # window to calculate max_len
    start_idx = 0
  
    for i in range(0, len(string)):
        
        # Find the last index of str[i]
        # Update start_idx (starting index of current window)
        # as maximum of current value of start_idx and last
        # index plus 1
        if string[i] in last_idx:
            start_idx = max(start_idx, last_idx[string[i]] + 1)
  
        # Update result if we get a larger window
        max_len = max(max_len, i-start_idx + 1)
  
        # Update last index of current char.
        last_idx[string[i]] = i
  
    return max_len
  
  
# Driver program to test the above function
string = "geeksforgeeks"
print("The input string is " + string)
length = longestUniqueSubsttr(string)
print("The length of the longest non-repeating character" +
      " substring is " + str(length))

The input string is geeksforgeeks
The length of the longest non-repeating character substring is 7

Complejidad de tiempo: O(n + d) donde n es la longitud de la string de entrada y d es el número de caracteres en el alfabeto de la string de entrada. Por ejemplo, si la string consta de caracteres ingleses en minúsculas, el valor de d es 26. 
Espacio auxiliar: O(d) 

Implementación alternativa: 

# Here, we are planning to implement a simple sliding window methodology
   
def longestUniqueSubsttr(string):
       
    # Creating a set to store the last positions of occurrence
    seen = {}
    maximum_length = 0
   
    # starting the initial point of window to index 0
    start = 0 
       
    for end in range(len(string)):
   
        # Checking if we have already seen the element or not
        if string[end] in seen:
  
            # If we have seen the number, move the start pointer
            # to position after the last occurrence
            start = max(start, seen[string[end]] + 1)
   
        # Updating the last seen value of the character
        seen[string[end]] = end
        maximum_length = max(maximum_length, end-start + 1)
    return maximum_length
   
# Driver Code
string = "geeksforgeeks"
print("The input string is", string)
length = longestUniqueSubsttr(string)
print("The length of the longest non-repeating character substring is", length)

The input String is geeksforgeeks
The length of the longest non-repeating character substring is 7

Como ejercicio, intente la versión modificada del problema anterior donde también necesita imprimir la longitud máxima de NRCS (el programa anterior solo imprime la longitud).

Consulte el artículo completo sobre Longitud de la substring más larga sin repetir caracteres para obtener más detalles.