python3__leecode/0387. 字符串中的第一个唯一字符

一、刷题内容

原题链接

https://leetcode-cn.com/problems/first-unique-character-in-a-string/

内容描述

给定一个字符串，找到它的第一个不重复的字符，并返回它的索引。如果不存在，则返回 -1。

示例：

s = “leetcode”
返回 0

s = “loveleetcode”
返回 2

提示：你可以假定该字符串只包含小写字母。

二、解题方法

1.方法一：使用哈希表存储频数

我们可以对字符串进行两次遍历。

在第一次遍历时，我们使用哈希映射统计出字符串中每个字符出现的次数。在第二次遍历时，我们只要遍历到了一个只出现一次的字符，那么就返回它的索引，否则在遍历结束后返回 -1−1。

class Solution:
    def firstUniqChar(self, s: str) -> int:
        frequency = collections.Counter(s)
        for i, ch in enumerate(s):
            if frequency[ch] == 1:
                return i
        return -1

2.方法二：使用哈希表存储索引

我们可以对方法一进行修改，使得第二次遍历的对象从字符串变为哈希映射。

具体地，对于哈希映射中的每一个键值对，键表示一个字符，值表示它的首次出现的索引（如果该字符只出现一次）或者 -1−1（如果该字符出现多次）。当我们第一次遍历字符串时，设当前遍历到的字符为 cc，如果 cc 不在哈希映射中，我们就将 cc 与它的索引作为一个键值对加入哈希映射中，否则我们将 cc 在哈希映射中对应的值修改为 -1−1。

在第一次遍历结束后，我们只需要再遍历一次哈希映射中的所有值，找出其中不为 -1−1 的最小值，即为第一个不重复字符的索引。如果哈希映射中的所有值均为 -1−1，我们就返回 -1−1。

class Solution:
    def firstUniqChar(self, s: str) -> int:
        position = dict()
        n = len(s)
        for i, ch in enumerate(s):
            if ch in position:
                position[ch] = -1
            else:
                position[ch] = i
        first = n
        for pos in position.values():
            if pos != -1 and pos < first:
                first = pos
        if first == n:
            first = -1
        return first

3.方法三：队列

我们也可以借助队列找到第一个不重复的字符。队列具有「先进先出」的性质，因此很适合用来找出第一个满足某个条件的元素。

具体地，我们使用与方法二相同的哈希映射，并且使用一个额外的队列，按照顺序存储每一个字符以及它们第一次出现的位置。当我们对字符串进行遍历时，设当前遍历到的字符为 cc，如果 cc 不在哈希映射中，我们就将 cc 与它的索引作为一个二元组放入队尾，否则我们就需要检查队列中的元素是否都满足「只出现一次」的要求，即我们不断地根据哈希映射中存储的值（是否为 -1−1）选择弹出队首的元素，直到队首元素「真的」只出现了一次或者队列为空。

在遍历完成后，如果队列为空，说明没有不重复的字符，返回 -1−1，否则队首的元素即为第一个不重复的字符以及其索引的二元组。

小贴士

在维护队列时，我们使用了「延迟删除」这一技巧。也就是说，即使队列中有一些字符出现了超过一次，但它只要不位于队首，那么就不会对答案造成影响，我们也就可以不用去删除它。只有当它前面的所有字符被移出队列，它成为队首时，我们才需要将它移除。

class Solution:
    def firstUniqChar(self, s: str) -> int:
        position = dict()
        q = collections.deque()
        n = len(s)
        for i, ch in enumerate(s):
            if ch not in position:
                position[ch] = i
                q.append((s[i], i))
            else:
                position[ch] = -1
                while q and position[q[0][0]] == -1:
                    q.popleft()
        return -1 if not q else q[0][1]

4.方法四：函数

class Solution:
    def firstUniqChar(self, s: str) -> int:
        for k in s:
            t = s.count(k)
            if t == 1:
                return s.index(k)
        return -1