1.1 Unique Characters of a String 字符串中不同的字符

博客围绕判断字符串中是否有重复字符的算法展开,要求不使用特殊数据结构。介绍了用整型数组代替哈希表的方法,适用于所有字符;还给出位操作解法,但仅适用于小写字母组成的字符串,分别给出了对应代码实现。

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1.1 Implement an algorithm to determine if a string has all unique characters. What if you cannot use additional data structure?

这道题让我们判断一个字符串中是否有重复的字符,要求不用特殊的数据结构,这里应该是指哈希表之类的不让用。像普通的整型数组应该还是能用的,这道题的小技巧就是用整型数组来代替哈希表,在之前Bitwise AND of Numbers Range 数字范围位相与的解法二中也用到过这种方法。由于ASCII表里的基本表共有128个字符,也就是可以用键盘表示出来的,整个表共有256个字符,所以我们只要用一个大小为256的整型数组就可以包含所有的字符,我们遍历输入字符串,对每一个字符都存入到相应位置,并赋值1,如果遇到已经为1的,说明之前出现过该字符,返回false,如果遍历完s,则返回true,代码如下:
class Solution {
public:
bool isUniqueChar(string s) {
if (s.size() > 128) return false;
int m[256] = {0};
for (int i = 0; i < s.size(); ++i) {
if (m[s[i]] > 0) return false;
m[s[i]] = 1;
}
return true;
}
};
书上还给了另一种解法,是用位操作 Bit Manipulation,但是这种解法只有当输入字符串是由小写字母组成的才成立,因为小写字母只有26个,不超过整型int的32位,对于每个字母,我们将对应位置设为1,然后看之前是否是1,是的话返回false,不是的话设为1。跟上面的方法核心是一样的,只不过空间上省了很多,但是也对输入做了更为严格的限制,代码如下:

// Only works when s consists of lower-case letters a-z
class Solution {
public:
bool isUniqueChar(string s) {
int m = 0;
for (int i = 0; i < s.size(); ++i) {
int d = s[i] - ‘a’;
if (m & (1 << d) > 0) return false;
m |= (1 << d);
}
return true;
}
};

<think>好的,我现在需要回答用户关于如何在C++中对字符串中的字符进行排序的方法或代码示例的问题。首先,我应该回忆一下C++中处理字符串和排序的相关知识。 用户提到了“sort characters in string example”,可能他们需要一个具体的例子,展示如何用C++的sort函数对字符串中的字符进行排序。记得C++的std::string是一个容器,可以用标准库中的算法,比如sort函数来对其中的字符进行排序。 首先,我需要确定如何正确使用sort函数来处理字符串。标准库中的sort函数需要传入迭代器,而std::string的begin()和end()方法正好提供了迭代器。所以,基本的方法应该是直接调用sort,传入字符串的起始和结束迭代器。例如: #include <algorithm> #include <string> using namespace std; string s = "example"; sort(s.begin(), s.end()); 这样,字符串s中的字符就会按默认的升序排列。比如,"example"排序后会变成"aeelmpx"。 但用户可能还需要更多的示例,比如自定义排序规则。例如,按降序排列,或者根据字符的出现频率排序。这个时候就需要自定义比较函数或者lambda表达式。 比如降序排列的话,可以这样写: sort(s.begin(), s.end(), greater<char>()); 这样字符会按从大到小的顺序排列。 另外,用户提供的引用中有提到频率排序的例子。比如引用[1]中的代码,根据字符出现的频率排序,频率相同的情况下按字典序排列。这个可能需要先统计字符频率,然后在sort的比较函数中使用这些统计结果。 例如,使用一个unordered_map来统计每个字符的出现次数,然后在sort的比较函数中比较两个字符的频率,频率高的排在前面,如果频率相同则按字符本身的顺序排列。 代码如下: unordered_map<char, int> dict; for (char c : s) dict[c]++; sort(s.begin(), s.end(), [&](char a, char b) { return dict[a] > dict[b] || (dict[a] == dict[b] && a < b); }); 不过需要注意的是,在C++中,当使用sort函数时,比较函数必须满足严格弱序的条件,否则可能会导致未定义行为。比如在比较频率时,如果两个字符的频率相同,必须有一个明确的比较条件,比如按字符的ASCII值排序,如上面的例子中的a < b。 另外,用户提供的引用[3]中有一个自定义排序的例子,根据另一个字符串S的顺序来排列字符。这种情况下,可能需要为每个字符赋予一个优先级,然后在比较函数中根据这个优先级来排序。 例如,假设S是"cba",则字符'c'的优先级最高,其次是'b',然后是'a',其他字符按默认顺序排在后面。可以通过建立一个哈希表来记录每个字符在S中的位置,然后在比较函数中比较这两个位置。 代码大致如下: string S = "cba"; vector<int> order(26, -1); for (int i = 0; i < S.size(); ++i) order[S[i] - 'a'] = i; sort(t.begin(), t.end(), [&](char a, char b) { int idxA = order[a - 'a']; int idxB = order[b - 'a']; if (idxA != -1 && idxB != -1) return idxA < idxB; else if (idxA != -1) return true; else if (idxB != -1) return false; else return a < b; }); 这会将出现在S中的字符按S中的顺序排列,其他字符则按默认顺序排在后面。 现在,我需要将这些情况整理成步骤,并给出相应的代码示例,同时引用用户提供的参考资料中的相关内容。 首先,基本的按字母升序排序,这个是最简单的,直接使用sort函数。 然后是按降序排序,使用greater<char>()作为比较函数。 接着是按频率排序,需要统计频率,并在比较函数中使用频率作为主要条件,字符本身作为次要条件,如引用[1]中的例子。 还有按自定义顺序排序,如引用[3]中的例子,根据另一个字符串定义的顺序排列。 需要注意的是,在C++中使用lambda表达式捕获外部变量时,尤其是像unordered_map这样的结构,要确保在排序过程中这个结构不会被修改,否则会导致未定义行为。比如在引用[1]的代码中,lambda表达式通过引用捕获了dict,而dict在排序前已经填充完毕,所以在排序过程中不会被修改,这是安全的。 此外,关于字符串的处理,如引用[4]提到的,std::string是C++中的字符串容器,支持迭代器,因此可以直接使用sort函数对其中的字符进行排序。 总结回答的结构应该是: 1. 基本排序(升序、降序) 2. 按频率排序 3. 按自定义顺序排序 每个部分给出代码示例,并引用相关的参考资料中的例子,比如引用[1]和引用[3]。 现在需要将这些内容用中文组织起来,确保结构清晰,步骤明确,代码正确,同时正确添加引用标识。</think>在C++中对字符串中的字符进行排序可以通过`std::sort`函数实现,具体方法根据需求分为以下几种情况: --- ### 1. **基本排序(默认升序/降序)** 直接使用`std::sort`对字符串字符进行排序。默认按ASCII值升序排列,若需降序则需指定比较函数。 **示例代码:** ```cpp #include <algorithm> #include <string> using namespace std; string s = "hello"; // 默认升序排序 sort(s.begin(), s.end()); // 结果:"ehllo" // 降序排序 sort(s.begin(), s.end(), greater<char>()); // 结果:"ollhe" ``` --- ### 2. **按字符频率排序** 若需按字符出现频率排序,频率高的在前,频率相同则按字典序排列。需先统计频率,再自定义比较逻辑。 **示例代码:** ```cpp #include <algorithm> #include <unordered_map> #include <string> using namespace std; string s = "tree"; unordered_map<char, int> freq; for (char c : s) freq[c]++; sort(s.begin(), s.end(), [&](char a, char b) { return freq[a] > freq[b] || (freq[a] == freq[b] && a < b); }); // 结果:"eetr"(假设允许重复字符,此处需注意字符串唯一性) ``` 此方法参考了频率统计与自定义排序结合的实现[^1]。 --- ### 3. **按自定义顺序排序** 若需根据特定字符顺序(如字符串`S`定义的优先级)排序,未在`S`中的字符按默认顺序排列。 **示例代码:** ```cpp #include <algorithm> #include <vector> #include <string> using namespace std; string S = "cba"; // 定义优先级:c > b > a string T = "abcd"; vector<int> order(26, -1); for (int i = 0; i < S.size(); i++) order[S[i] - 'a'] = i; sort(T.begin(), T.end(), [&](char a, char b) { int idxA = order[a - 'a'], idxB = order[b - 'a']; if (idxA != -1 && idxB != -1) return idxA < idxB; // 按S中的顺序 else if (idxA != -1) return true; // a在S中,优先级高 else if (idxB != -1) return false; // b在S中,优先级高 else return a < b; // 都不在S中,按默认顺序 }); // 结果:T变为"cabd" ``` 此方法参考了自定义字母表顺序的实现[^3]。 --- ### 注意事项 - **唯一性处理**:若需去重,可先排序后用`unique`函数。 - **性能**:`std::sort`的时间复杂度为$O(n \log n)$,频率统计需额外$O(n)$空间[^2]。 - **字符串修改**:`std::string`是可变的,直接操作其迭代器即可[^4]。 ---
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