Python如何解决无重复字符的最长子串问题

这是一个关于字符串的经典问题，给定一个字符串，求出其中最长的不含有重复字符的子串。例如，给定字符串 abcabcbb，则其中最长的不含重复字符的子串为 abc，长度为 3。

一种解决这个问题的方法是使用滑动窗口。我们可以从字符串的开头开始，逐个添加字符，直到出现重复字符，然后从重复字符的位置开始继续添加字符。每次添加字符时，我们可以使用一个哈希表来存储字符的位置，如果当前字符已经出现过，则更新哈希表中字符的位置，并更新窗口的起始位置。

具体思路如下：

当我们遍历字符串时，可以用一个滑动窗口来维护当前不含重复字符的子串。每次添加字符时，如果该字符在窗口中已经出现过，则更新窗口的起始位置，使窗口不包含重复字符。

算法的具体步骤如下：

1. 定义滑动窗口的起始位置 start 和结束位置 end，初始时 start=0 和 end=0。
2. 定义一个哈希表 char_index 来存储字符在字符串中的位置。
3. 定义一个变量 max_len 表示最长不含重复字符的子串的长度，初始时设为 0。
4. 遍历字符串中的每一个字符，记当前字符为 char，当前字符在字符串中的位置为 index。
5. 如果字符 char 已经在窗口中出现过，即字符 char 在哈希表 char_index 中对应的值不为 0，并且该值大于等于窗口的起始位置 start，则更新窗口的起始位置 start 为 char_index[char] + 1。
6. 更新窗口的结束位置 end 为 index，并更新哈希表 char_index 中字符 char 对应的值为 index。
7. 更新最长不含重复字符的子串的长度 max_len，即 max_len = max(max_len, end - start + 1)。
8. 重复步骤 4-7，直到遍历完整个字符串。
9. 返回最长不含重复字符的子串的长度 max_len。

以下是一个用 Python 实现的示例代码：

def length_of_longest_substring(s: str) -> int:
    # 定义窗口的起始位置和结束位置
    start: int = 0
    end: int = 0

    # 定义一个哈希表存储字符的位置
    char_index: dict = {}

    # 最长不含重复字符的子串的长度
    max_len: int = 0

    # 遍历字符串
    for index, char in enumerate(s):
        # 如果字符 char 已经在窗口中出现过，更新窗口的起始位置
        if char in char_index and char_index[char] >= start:
            start = char_index[char] + 1

        # 更新窗口的结束位置和窗口中字符 char 的位置
        end = index
        char_index[char] = index

        # 更新最长不含重复字符的子串的长度
        max_len = max(max_len, end - start + 1)

    return max_len

使用该算法，我们可以输入字符串 abcabcbb，得到最长不含重复字符的子串的长度 3，即为题目中给出的示例的答案。