剑指Offer---面试题35:第一个只出现一次的字符

Posted 2022-12-15 范二er

一.题目

在一个字符串(1<=字符串长度<=10000，全部由大写字母组成)中找到第一个只出现一次的字符,并返回它的位置. 比如输入”abaccdef”则返回2,因为’b’字符值出现一次,其下标为1;

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二.分析

思路1:
从头到尾的扫描字符串,每扫描到一个字符,就和后面的字符进行比较,如果后面的字符串中没有出现相同的字符,那么该字符就是只出现一次的第一个字符,返回此时外层for循环的循环变量i,就是该字符的位置;

时间复杂度:o(n^2)

思路2:
1. 构造一个哈希表,Chatacteer作为key,Integer'作为value,分别表示字符,以及该字符出现的次数;由于字符串a~z,A~Z一共52个,所以可以初始化哈希表的大小为52;

2. 从头到尾扫描字符串,每扫描到一个字符就放入哈希表中,若哈希表中不存在该key,则value置为1,否则value++;

3. 再次从头到尾扫描字符串,并且每次将扫描到的字符作为key拿到哈希表中去查找,当遇到第一个key的value为1时,此时的字符串就是只出现一次的第一个字符,此时循环变量i就是该字符的位置;

4. 时间复杂度: 在哈希表中更新一个字符出现的次数时间复杂度为o(1).字符串长度为n,则第一次扫描的时间复杂度为o(n).第二次扫描同理也是o(n);故,总的时间复杂度为o(1);哈希表大小确定,所以可以认为空间复杂度为o(1)

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三. 代码

思路2,代码:

public int FirstNotRepeatingChar(String str) 
        if(str==null)
            return -1;
        
        char result = 0;//用于记录第一个只出现一次的字符
        int pos=-1;//用于记录该字符的位置
        HashMap<Character,Integer> map=new HashMap<>(52);
        //第一次扫描
        for(int i=0;i<str.length();i++)
            if(map.get(str.charAt(i))==null)
                map.put(str.charAt(i),1);
            else
                map.put(str.charAt(i),map.get(str.charAt(i))+1);
            
        
        //第二次扫描
       for(int i=0;i<str.length();i++)
           char c = str.charAt(i);
           Integer integer = map.get(c);
           if (integer==1)
               result=c;
               pos=i;
               break;
           
       
        return pos;
    

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四.扩展

扩展1:
输入两个字符串,str1,str2从第一个字符串中删除在第二个字符串中出现过的字符;

思路:创建一个哈希表,以str2的每一个字符作为key,value不做要求,然后扫描str1,同时以时间复杂度o(1)来判断contains(key)此时str1中的字符在不在str2中,若在,则删除;

扩展2:
输入一个字符串,删除字符串中重复出现的字符;

思路:创建哈希表,以<charater,Boolean>,扫描str,存入哈希表中,全部初始化为false. 然后再次扫描,同时到哈希表中去判断当前 key对应的value,如果是false,则将其置为true,并且将当前字符append到StringBuilder中,如果是true,不做操作.最后返回StringBuilder则是结果. 注意String类型的不可变性;

public static void findRepeatedChar(String str) 
        //.....容错处理略
        System.out.println("Before:" + str); //test: gooleGasdssb
        //对字符串操作频繁,用StringBuilder效率更高;
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        HashMap<Integer, Boolean> map = new HashMap<>();

        for (int i = 0; i < str.length(); i++) 
            map.put((int) str.charAt(i), false);
        
        for (int i = 0; i < str.length(); i++) 
            Boolean isTrue = map.get((int) str.charAt(i));
            if (!isTrue) 
                map.put((int) str.charAt(i), true);
                sb.append(str.charAt(i));
            
        
        System.out.println("After:" + sb); //test: goleGasdb
    

扩展3:
在英语中,如果两个单词中出现的字母相同,并且每个字母出现的次数也都相同,那么这两个单词互为变位词, 例如: silent和listen evil与live…. ; 输入两个字符串,判断这两个字符串是不是变位词;

思路:创建一个哈希表<Character,Integer> ,key为字符,value为该字符出现的次数; 先扫描str1,装进哈希表,若key存在,则value++; 然后扫描str2,存入哈希表,若key存在,则value--; 前两次扫描结束后, 然后判断 HashMap.valus().size==0? true->两字符串是变位词;false->两字符串不是变位词;

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五.小结

哈希表是常用的空间换时间的方法. 搞清楚哈希表的底层原理包括

• HashCode的计算;
• 冲突的解决;分离链表法;开放地址法:线性探测,平方探测,双散列;
• 装载因子,再散列等概念;
• 以及hashMap,HashTable之间的区别.