只出现一次的字符

本文详细解析了Google 2006年笔试题,寻找字符串中首次出现且仅出现一次的字符。通过构建哈希表统计字符频率,进而高效地定位目标字符。示例代码展示了算法实现,时间复杂度优化至O(n)。

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  题目:在一个字符串中找到第一个只出现一次的字符。如输入abaccdeff,则输出b。 分析:这道题是2006年google的一道笔试题。

给定一个字符串,比如 A = “ABCDACD”, 找出第一个只出现一次的字符,在A中,第一个只出现一次的字符是‘B’。

分析:

为了判定某字符是否出现一次,我们可以从从头开始往下遍历,如果没有重复,则选取,否则抛弃。这样做的话复杂度为 O(n^2)。其实,对于判定是否存在或者存在的次数等问题,基本上都会与hastable有关,我们可以构建一个数组 array[256] (ASCII), 然后对字符串先进行处理,对于每个出现的字符,我们可以在相对应的位置+1。这样,我们再次从头开始对字符串进行遍历,如果发现某一字符个数为1,则返回该字符。

代码如下:

[java]  view plain copy
  1. //if there is no such character in A, return 0 (null)  
  2.     public char firstOnlyCharacter(String A) {  
  3.         int[] array = new int[256];  
  4.           
  5.         //store the characters in A to array  
  6.         for (int i = 0; i < A.length(); i++) {  
  7.             array[A.charAt(i)] += 1;  
  8.         }  
  9.           
  10.         //get the first charater with only one appearance in A  
  11.         for (int i = 0; i < A.length(); i++) {  
  12.             if (array[A.charAt(i)] == 1return A.charAt(i);  
  13.         }  
  14.           
  15.         return 0;  
  16.     }  

其他方法,比如hashtalbe


      看到这道题时,最直观的想法是从头开始扫描这个字符串中的每个字符。当访问到某字符时拿这个字符和后面的每个字符相比较,如果在后面没有发现重复的字符,则该字符就是只出现一次的字符。如果字符串有n个字符,每个字符可能与后面的O(n)个字符相比较,因此这种思路时间复杂度是O(n2)。我们试着去找一个更快的方法。
      由于题目与字符出现的次数相关,我们是不是可以统计每个字符在该字符串中出现的次数?要达到这个目的,我们需要 一个数据容器来存放每个字符的出现次数。在这个数据容器中可以根据字符来查找它出现的次数,也就是说这个容器的作用是把一个字符映射成一个数字。在常用的 数据容器中,哈希表正是这个用途。
      哈希表是一种比较复杂的数据结构。由于比较复杂,STL中没有实现哈希表,因此需要我们自己实现一个。但由于本题的特殊性,我们只需要一个非常简单的哈希表就能满足要求。由于字符(char)是一个长度为8的数据类型,因此总共有可能256 种可能。于是我们创建一个长度为256的数组,每个字母根据其ASCII码值作为数组的下标对应数组的对应项,而数组中存储的是每个字符对应的次数。这样我们就创建了一个大小为256,以字符ASCII码为键值的哈希表。(并不仅限于英文字符,所以这里要考虑256种可能)。
      我们第一遍扫描这个数组时,每碰到一个字符,在哈希表中找到对应的项并把出现的次数增加一次。这样在进行第二次扫描时,就能直接从哈希表中得到每个字符出现的次数了。
参考代码如下:

复制代码
    
1 #include " stdio.h " 2 #include " string.h " 3 #include " stdlib.h " 4 5   char FirstNotRepeatingChar( char * pString) 6 { 7 // 输入不合法 8 if ( ! pString) 9 return 0 ; 10 11 // 创建一个哈希表,并初始化 12 const int tableSize = 256 ; 13 int hashTable[tableSize]; 14 for ( int i = 0 ; i < tableSize; i ++ ) 15 hashTable[i] = 0 ; 16 17 // 确定字符串中每个字符出现的次数 18 char * pHashKey = pString; 19 while ( * (pHashKey) != ' \0 ' ) 20 hashTable[ * (pHashKey ++ )] ++ ; 21 22 // 找到字符串中只出现一次的那个字符 23 pHashKey = pString; 24 while ( * pHashKey != ' \0 ' ) 25 { 26 if (hashTable[ * pHashKey] == 1 ) 27 return * pHashKey; 28 pHashKey ++ ; 29 } 30 31 // 如果这个字符串为空,或者字符串中的每个字符都至少出现两次 32 return 0 ; 33 } 34 35 int main( void ) 36 { 37 char str[ 1000 ]; 38 printf( " 请输入字符串: " ); 39 gets(str); 40 if (FirstNotRepeatingChar(str) == 0 ) 41 printf( " 输入字符串中没有找到第一个只出现一次的字符!\n " ); 42 else 43 printf( " 输入字符串中第一个只出现一次的字符为:%c\n " ,FirstNotRepeatingChar(str)); 44 system( " pause " ); 45 return 0 ; 46 }
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