题目描述
请实现一个函数用来找出字符流中第一个只出现一次的字符。例如，当从字符流中只读出前两个字符"go"时，第一个只出现一次的字符是"g"。当从该字符流中读出前六个字符“google"时，第一个只出现一次的字符是"l"。
返回值描述:如果当前字符流没有存在出现一次的字符，返回#字符。
哈希法
我想到的第一种方法是哈希法，用一个哈希表来存储每个字符的信息，字符作为key，value格式为min_index num，即字符最早出现的下标和它出现的次数。每次插入字符时，判断哈希表中是否包含该字符，若包含则将其出现的次数加一，否则将该字符加入哈希表中。使用result变量存储第一个出现的字符，若当前插入的字符和result相同或者result='#'则需要遍历哈希表找到第一个不重复字符
import java.util.HashMap;
public class Solution {
String str = "";
int index = 0; // 字符数量
// value: char_index char_num
HashMap<String, String> hashMap = new HashMap<>();
String result = "";
//Insert one char from stringstream
public void Insert(char ch) {
str += ch;
String s = String.valueOf(ch);
if (hashMap.containsKey(s)) {
String value = hashMap.get(s);
int num = Integer.parseInt(value.split(" ")[1]) + 1;
hashMap.put(s, value.split(" ")[0] + " " + num);
} else {
hashMap.put(s, index + " " + 1);
}
index++;
if (s.compareTo(result) == 0 || result.length() == 0 || result == "#") {
// 上一次的结果需要修改
result = "#";
int min_index = Integer.MAX_VALUE;
for (String key : hashMap.keySet()) {
String value = hashMap.get(key);
int ind = Integer.parseInt(value.split(" ")[0]);
int num = Integer.parseInt(value.split(" ")[1]);
if (num == 1 && ind < min_index) {
min_index = ind;
result = key;
}
}
}
}
//return the first appearence once char in current stringstream
public char FirstAppearingOnce() {
return result.charAt(0);
}
}
这个方法在时间上击败88%代码
优化方案1
在上面的方法的基础上，可以进行一些优化，上面方法的哈希表的值存储了字符最早出现的位置和它出现的次数，我们可以直接存储字符出现的次数，然后遍历字符串，判断字符的出现次数是否为1，若为1直接返回即可得到最早的不重复字符，就不需要存储字符的位置了。
插入字符时，存在两种情况，第一种是哈希表中不包含该字符，这是一个新字符，如果当前result='#'，此时没有不重复的字符，则直接让新字符作为第一个不重复的字符，若已存在第一个不重复的字符，则不作任何处理，结果不变；第二种情况是哈希表中已经包含该字符，这是一个重复的字符，若这个重复的字符之前是result，则它不能再作为result，我们将result设为#，让程序重新遍历字符串寻找第一个不重复的字符。
import java.util.HashMap;
public class Solution {
String str = "";
// value: char_index char_num
HashMap<Character, Integer> hashMap = new HashMap<>();
char result = '#';
//Insert one char from stringstream
public void Insert(char ch) {
str += ch;
if (!hashMap.containsKey(ch)) {
// 这是一个新字符
hashMap.put(ch, 1);
if (result == '#')
result = ch; // 此时没有不重复的字符，就将新字符作为result
} else {
// 这是一个重复字符
hashMap.put(ch, hashMap.get(ch) + 1);
if (ch == result)
result = '#'; // 如果它之前是第一个不重复的字符，那么现在它已经重复了
if (result == '#') {
for (int i = 0; i < str.length(); i++) {
if (hashMap.get(str.charAt(i)) == 1) {
result = str.charAt(i);
return;
}
}
}
}
}
//return the first appearence once char in current stringstream
public char FirstAppearingOnce() {
return result;
}
}
这个方法在时间上击败98%的代码
优化方案2
我们需要找到第一个不重复的字符，但是字符串中可能存在很多不重复的字符，所以我们除了找到不重复的字符，还需要存储字符的优先性（出现顺序），这里可以使用队列来存储不重复的字符，队列头就是第一个不重复的字符。此外还需要存储字符出现的次数，考虑到字符只有128个（），因此除了使用哈希表，也可以用数组来存储每个字符出现的次数，将字符的ASCII码作为数组下标。
Insert函数：插入字符时，将字符出现的次数加1，若该字符为新字符，则将其添加到队列中。
FirstAppearingOnce：在寻找第一个不重复字符时，遍历队列，判断对头元素的出现次数是否为1，若为1则直接返回，否则要将其从队列中移除，因为这个字符已经重复了，并且以后也不会再加入队列中。
import java.util.HashMap;
import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;
public class Solution {
Queue<Character> queue = new LinkedList<>();
char count[] = new char[128]; // 存储字符出现的次数
//Insert one char from stringstream
public void Insert(char ch) {
count[ch]++; // 字符出现次数加一
if (count[ch] == 1)
queue.add(ch); // 若这个字符只出现了一次，则把它添加到队列中
}
//return the first appearence once char in current stringstream
public char FirstAppearingOnce() {
char result = '#';
while (!queue.isEmpty()) {
if (count[queue.peek()] == 1)
return queue.peek();
queue.remove(); // 这是一个重复的字符，删除
}
return result;
}
}
这个方法在时间上击败94%的代码，和方法二性能差不多，思路更加简洁巧妙