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最长的美好子字符串

难度：简单

https://leetcode-cn.com/problems/longest-nice-substring/

题目

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

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。

解法

暴力解法

/**
 * 暴力解法
 * @desc 时间复杂度 O(N^2)  空间复杂度 O(1)
 * @param s {string}
 * @return {string}
 */
export function longestNiceSubstring(s: string): string {
  const len = s.length;
  let maxPosition = 0;
  let maxLength = 0;
  for (let i = 0; i < len; i++) {
    let lower = 0;
    let upper = 0;
    for (let j = i; j < len; j++) {
      // 利用26位二进制来表示字母
      // abcdefghijklmnopqrstuvwxyz
      // 00000000000000000000000000
      if (s[j] >= 'a' && s[j] <= 'z') {
        // 小写
        lower |= 1 << (s[j].charCodeAt(0) - 'a'.charCodeAt(0));
      } else {
        // 大写
        upper |= 1 << (s[j].charCodeAt(0) - 'A'.charCodeAt(0));
      }

      if (lower === upper && j - i + 1 > maxLength) {
        maxPosition = i;
        maxLength = j - i + 1;
      }
    }
  }

  return s.slice(maxPosition, maxPosition + maxLength);
}

分治

/**
 * 分治
 * @desc 时间复杂度 O(N⋅∣Σ∣)  ∣Σ∣ 为字符集的大小  空间复杂度 O(∣Σ∣)
 * @param s {string}
 * @return {string}
 */
export function longestNiceSubstring2(s: string): string {
  let maxPosition = 0;
  let maxLength = 0;
  dfs(0, s.length - 1);
  return s.substring(maxLength, maxPosition + maxPosition);

  function dfs(start: number, end: number): void {
    if (start >= end) return;

    let lower = 0;
    let upper = 0;

    for (let i = start; i <= end; i++) {
      if (s[i] >= 'a' && s[i] <= 'z') {
        lower |= 1 << (s[i].charCodeAt(0) - 'a'.charCodeAt(0));
      } else {
        upper |= 1 << (s[i].charCodeAt(0) - 'A'.charCodeAt(0));
      }
    }

    if (lower <= upper) {
      if (end - start + 1 > maxLength) {
        maxPosition = start;
        maxLength = end - start + 1;
      }
      return;
    }
    const valid = lower & upper;
    let pos = start;
    while (pos <= end) {
      start = pos;
      while (
        pos <= end &&
        (valid &
          (1 << (s[pos].toLowerCase().charCodeAt(0) - 'a'.charCodeAt(0)))) !==
          0
      ) {
        pos++;
      }
      dfs(start, pos - 1);
      pos++;
    }
  }
}

滑动窗口

/**
 * 滑动窗口
 * @desc 时间复杂度 O(N⋅∣Σ∣)  ∣Σ∣ 为字符集的大小  空间复杂度 O(∣Σ∣)
 * @param s {string}
 * @return {string}
 */
export function longestNiceSubstring3(s: string): string {
  let maxPosition = 0;
  let maxLength = 0;
  let types = 0;
  for (let i = 0; i < s.length; ++i) {
    types |= 1 << (s[i].toLowerCase().charCodeAt(0) - 'a'.charCodeAt(0));
  }
  types = bitCount(types);
  for (let i = 1; i <= types; i++) {
    check(s, i);
  }
  return s.slice(maxPosition, maxPosition + maxLength);

  function bitCount(n: number) {
    let ret = 0;
    while (n) {
      n &= n - 1;
      ret++;
    }
    return ret;
  }

  function check(s: string, typeNum: number) {
    const lowerCnt = new Array(26).fill(0);
    const upperCnt = new Array(26).fill(0);
    let cnt = 0;
    for (let l = 0, r = 0, total = 0; r < s.length; r++) {
      let idx = s[r].toLowerCase().charCodeAt(0) - 'a'.charCodeAt(0);
      if ('a' <= s[r] && s[r] <= 'z') {
        lowerCnt[idx]++;
        if (lowerCnt[idx] === 1 && upperCnt[idx] > 0) {
          cnt++;
        }
      } else {
        upperCnt[idx]++;
        if (upperCnt[idx] === 1 && lowerCnt[idx] > 0) {
          cnt++;
        }
      }
      total += lowerCnt[idx] + upperCnt[idx] === 1 ? 1 : 0;
      while (total > typeNum) {
        idx = s[l].toLowerCase().charCodeAt(0) - 'a'.charCodeAt(0);
        total -= lowerCnt[idx] + upperCnt[idx] === 1 ? 1 : 0;
        if ('a' <= s[l] && s[l] <= 'z') {
          lowerCnt[idx]--;
          if (lowerCnt[idx] === 0 && upperCnt[idx] > 0) {
            cnt--;
          }
        } else {
          upperCnt[idx]--;
          if (upperCnt[idx] === 0 && lowerCnt[idx] > 0) {
            cnt--;
          }
        }
        l++;
      }
      if (cnt === typeNum && r - l + 1 > maxLength) {
        maxPosition = l;
        maxLength = r - l + 1;
      }
    }
  }
}