1763. 最长的美好子字符串

English Version

题目描述

当一个字符串 s 包含的每一种字母的大写和小写形式 同时 出现在 s 中，就称这个字符串 s 是 美好 字符串。比方说，"abABB" 是美好字符串，因为 'A' 和 'a' 同时出现了，且 'B' 和 'b' 也同时出现了。然而，"abA" 不是美好字符串因为 'b' 出现了，而 'B' 没有出现。

给你一个字符串 s ，请你返回 s 最长的 美好子字符串 。如果有多个答案，请你返回 最早 出现的一个。如果不存在美好子字符串，请你返回一个空字符串。

 

示例 1：

输入：s = "YazaAay"
输出："aAa"
解释："aAa" 是一个美好字符串，因为这个子串中仅含一种字母，其小写形式 'a' 和大写形式 'A' 也同时出现了。
"aAa" 是最长的美好子字符串。

示例 2：

输入：s = "Bb"
输出："Bb"
解释："Bb" 是美好字符串，因为 'B' 和 'b' 都出现了。整个字符串也是原字符串的子字符串。

示例 3：

输入：s = "c"
输出：""
解释：没有美好子字符串。

示例 4：

输入：s = "dDzeE"
输出："dD"
解释："dD" 和 "eE" 都是最长美好子字符串。
由于有多个美好子字符串，返回 "dD" ，因为它出现得最早。

 

提示：

• 1 <= s.length <= 100
• s 只包含大写和小写英文字母。

解法

方法一：枚举 + 哈希表

我们可以直接枚举所有子串的起点位置 $i$，找到以该位置所在的字符为首字符的所有子串，用哈希表 $s$ 记录子串的所有字符。

如果子串中存在一个字母找不到对应的大写字母或者小写字母，那么不满足条件，否则取最长的且最早出现的子串。

时间复杂度 $O(n^2\times C)$，空间复杂度 $O(C)$。其中 $n$ 为字符串 $s$ 的长度，而 $C$ 为字符集的大小。

class Solution:
    def longestNiceSubstring(self, s: str) -> str:
        n = len(s)
        ans = ''
        for i in range(n):
            ss = set()
            for j in range(i, n):
                ss.add(s[j])
                if (
                    all(c.lower() in ss and c.upper() in ss for c in ss)
                    and len(ans) < j - i + 1
                ):
                    ans = s[i : j + 1]
        return ans

class Solution {
    public String longestNiceSubstring(String s) {
        int n = s.length();
        int k = -1;
        int mx = 0;
        for (int i = 0; i < n; ++i) {
            Set<Character> ss = new HashSet<>();
            for (int j = i; j < n; ++j) {
                ss.add(s.charAt(j));
                boolean ok = true;
                for (char a : ss) {
                    char b = (char) (a ^ 32);
                    if (!(ss.contains(a) && ss.contains(b))) {
                        ok = false;
                        break;
                    }
                }
                if (ok && mx < j - i + 1) {
                    mx = j - i + 1;
                    k = i;
                }
            }
        }
        return k == -1 ? "" : s.substring(k, k + mx);
    }
}

class Solution {
public:
    string longestNiceSubstring(string s) {
        int n = s.size();
        int k = -1, mx = 0;
        for (int i = 0; i < n; ++i) {
            unordered_set<char> ss;
            for (int j = i; j < n; ++j) {
                ss.insert(s[j]);
                bool ok = true;
                for (auto& a : ss) {
                    char b = a ^ 32;
                    if (!(ss.count(a) && ss.count(b))) {
                        ok = false;
                        break;
                    }
                }
                if (ok && mx < j - i + 1) {
                    mx = j - i + 1;
                    k = i;
                }
            }
        }
        return k == -1 ? "" : s.substr(k, mx);
    }
};

func longestNiceSubstring(s string) string {
	n := len(s)
	k, mx := -1, 0
	for i := 0; i < n; i++ {
		ss := map[byte]bool{}
		for j := i; j < n; j++ {
			ss[s[j]] = true
			ok := true
			for a := range ss {
				b := a ^ 32
				if !(ss[a] && ss[b]) {
					ok = false
					break
				}
			}
			if ok && mx < j-i+1 {
				mx = j - i + 1
				k = i
			}
		}
	}
	if k < 0 {
		return ""
	}
	return s[k : k+mx]
}

function longestNiceSubstring(s: string): string {
    const n = s.length;
    let ans = '';
    for (let i = 0; i < n; i++) {
        let lower = 0,
            upper = 0;
        for (let j = i; j < n; j++) {
            const c = s.charCodeAt(j);
            if (c > 96) {
                lower |= 1 << (c - 97);
            } else {
                upper |= 1 << (c - 65);
            }
            if (lower == upper && j - i + 1 > ans.length) {
                ans = s.substring(i, j + 1);
            }
        }
    }
    return ans;
}

方法二：枚举 + 位运算

与方法一类似，我们可以直接枚举所有子串的起点位置 $i$，找到以该位置所在的字符为首字符的所有子串，用两个整数 $lower$ 和 $upper$ 分别记录子串中小写字母和大写字母的出现情况。

判断子串是否满足条件，只需要判断 $lower$ 和 $upper$ 中对应的位是否都为 $1$ 即可。

时间复杂度 $O(n^2)$，空间复杂度 $O(1)$。其中 $n$ 为字符串 $s$ 的长度。

class Solution:
    def longestNiceSubstring(self, s: str) -> str:
        n = len(s)
        ans = ''
        for i in range(n):
            lower = upper = 0
            for j in range(i, n):
                if s[j].islower():
                    lower |= 1 << (ord(s[j]) - ord('a'))
                else:
                    upper |= 1 << (ord(s[j]) - ord('A'))
                if lower == upper and len(ans) < j - i + 1:
                    ans = s[i : j + 1]
        return ans

class Solution {
    public String longestNiceSubstring(String s) {
        int n = s.length();
        int k = -1;
        int mx = 0;
        for (int i = 0; i < n; ++i) {
            int lower = 0, upper = 0;
            for (int j = i; j < n; ++j) {
                char c = s.charAt(j);
                if (Character.isLowerCase(c)) {
                    lower |= 1 << (c - 'a');
                } else {
                    upper |= 1 << (c - 'A');
                }
                if (lower == upper && mx < j - i + 1) {
                    mx = j - i + 1;
                    k = i;
                }
            }
        }
        return k == -1 ? "" : s.substring(k, k + mx);
    }
}

class Solution {
public:
    string longestNiceSubstring(string s) {
        int n = s.size();
        int k = -1, mx = 0;
        for (int i = 0; i < n; ++i) {
            int lower = 0, upper = 0;
            for (int j = i; j < n; ++j) {
                char c = s[j];
                if (islower(c))
                    lower |= 1 << (c - 'a');
                else
                    upper |= 1 << (c - 'A');
                if (lower == upper && mx < j - i + 1) {
                    mx = j - i + 1;
                    k = i;
                }
            }
        }
        return k == -1 ? "" : s.substr(k, mx);
    }
};

func longestNiceSubstring(s string) string {
	n := len(s)
	k, mx := -1, 0
	for i := 0; i < n; i++ {
		var lower, upper int
		for j := i; j < n; j++ {
			if unicode.IsLower(rune(s[j])) {
				lower |= 1 << (s[j] - 'a')
			} else {
				upper |= 1 << (s[j] - 'A')
			}
			if lower == upper && mx < j-i+1 {
				mx = j - i + 1
				k = i
			}
		}
	}
	if k < 0 {
		return ""
	}
	return s[k : k+mx]
}