字符串中第一个只出现一次的字符。在字符串中找出第一个只出现一次的字符。

面试题35：第一个只出现一次的字符

1.题目描述
题目：字符串中第一个只出现一次的字符。在字符串中找出第一个只出现一次的字符。

例如，如输入"abaccdeff"，则输出b。

2.题目分析

由于题目与字符出现的次数相关，那么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。

为了解决这个问题，我们可以定义哈希表的键值（Key）是字符，而值（ Value）是该字符出现的次数。同时我们还需要从头开始扫描字符串两次。第一次扫描字符串时，每扫描到一个字符，就在哈希表的对应项中把次数加1。接下来第二次扫描时，每扫描到一个字符，就能从哈希表中得到该字符出现的次数。这样，第一个只出现一次的字符就是符合要求的输出。

哈希表是一种比较复杂的数据结构，C++标准模板库中的map和unordered map实现了哈希表的功能，我们可以直接拿过来用。由于本题的特殊性，我们其实只需要一个非常简单的哈希表就能满足要求，因此我们可以考虑实现一个简单的哈希表。字符（char）是一个长度为8的数据类型因此总共有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ASCI码值作为数组的下标对应数组的一个数字，而数组中存储的是每个字符出现的次数。这样我们就创建了一个大小为256、以字符ASCI码为键值的哈希表。

第一次扫描时，在哈希表中更新一个字符出现的次数的时间是O（1）.如果字符串长度为n，那么第一次扫描的时间复杂度是O（n）.第二次扫描时，同样在O（1）时间内能读出一个字符出现的次数，所以时间复杂度仍然是O（n）.这样算起来，总的时间复杂度是O（n）.同时，我们需要一个包含256个字符的辅助数组，它的大小是1KB.由于这个数组的大小是一个常数，因此可以认为这种算法的空间复杂度是O（1）.

3.code

#include <cstdio>
#include <string>

char FirstNotRepeatingChar(const char* pString)
{
    if(pString == nullptr)
        return '\0';

    const int tableSize = 256;
    unsigned int hashTable[tableSize];
    for(unsigned int i = 0; i < tableSize; ++i)
        hashTable[i] = 0;

    const char* pHashKey = pString;
    while(*(pHashKey) != '\0')
        hashTable[*(pHashKey++)] ++;

    pHashKey = pString;
    while(*pHashKey != '\0')
    {
        if(hashTable[*pHashKey] == 1)
            return *pHashKey;

        pHashKey++;
    }

    return '\0';
}

// ====================测试代码====================
void Test(const char* pString, char expected)
{
    if(FirstNotRepeatingChar(pString) == expected)
        printf("Test passed.\n");
    else
        printf("Test failed.\n");
}

int main(int argc, char* argv[])
{
    // 常规输入测试，存在只出现一次的字符
    Test("google", 'l');

    // 常规输入测试，不存在只出现一次的字符
    Test("aabccdbd", '\0');

    // 常规输入测试，所有字符都只出现一次
    Test("abcdefg", 'a');

    // 鲁棒性测试，输入nullptr
    Test(nullptr, '\0');

    return 0;
}