使用Binary Search由元音组成的最长子串

在计算机科学中，二分查找（也称为折半搜索、二分法或二分查找）是一种在有序数组中查找目标值的搜索算法。这个算法每次都将查找区间缩小一半，直到找到目标值为止。

本篇文章将介绍使用二分查找解决由元音组成的最长子串的问题。我们将首先讨论什么是元音，接着给出问题描述，随后介绍解决问题的思路，最后给出实现代码。

什么是元音？

在英语中，元音是指发音时嘴唇、舌头、颚等发生变化，口腔呼吸顺畅的音素，包括字母a、e、i、o、u和y（在某些情况下）。在本文中，我们只考虑a、e、i、o、u这五个元音。

问题描述

给定一个字符串，找到由元音组成的最长子串的长度。例如，对于字符串"leetcode"，由元音组成的最长子串是"eetcode"，其长度为6。另外，空字符串的最长元音子串的长度为0。

解决问题的思路

我们可以使用二分查找来解决这一问题。我们从字符串的中间位置开始，判断中间位置的字符是否是元音。

如果中间位置是元音，则向左扩展和向右扩展都应该包括中间位置，确定左右边界后计算子串长度，更新记录最大长度的变量max_len，并查找左边的一半和右边的一半。

如果中间位置不是元音，则往元音所在的一端查找。在这种情况下，我们需要根据目标元音是在中间位置的左侧还是右侧来判断往哪一边查找。

当左边界等于右边界时结束查找。最后的最大长度即为我们所需的结果。

代码实现

对于给定的字符串，我们可以将其转换为列表，并通过二分查找实现找到由元音组成的最长子串的长度。

def is_vowel(char):
    """
    判断一个字符是否是元音
    """
    return char in {'a', 'e', 'i', 'o', 'u'}


def find_length_of_longest_vowel_substring(s: str) -> int:
    """
    在给定的字符串中找到由元音组成的最长子串的长度
    """
    if not s:
        return 0

    # 转换为列表
    lst = list(s)
    n = len(lst)
    # 记录最大长度的变量
    max_len = 0
    l, r = 0, n - 1

    while l <= r:
        mid = (l + r) // 2
        if is_vowel(lst[mid]):
            # 元音在左边一定包含mid
            left, right = mid, mid
            while left > l and is_vowel(lst[left - 1]):
                left -= 1
            while right < r and is_vowel(lst[right + 1]):
                right += 1
            max_len = max(max_len, right - left + 1)
            l, r = left, right
        elif ord(lst[mid]) < ord('a') or ord(lst[mid]) > ord('z'):
            # mid不是小写字母，往左一定有元音
            r = mid - 1
        else:
            # mid不是元音，往右一定有元音
            l = mid + 1
    return max_len

总结

本文介绍了使用二分查找解决由元音组成的最长子串的问题。我们首先讨论了什么是元音，接着给出了问题描述，然后介绍了解决问题的思路，并给出了实现代码。