剑指offer46_字符串中第一个只出现一次的字符

字符串中第一个只出现一次的字符

---

字符串中找出第一个只出现一次的字符。

如输入"abaccdeff"，则输出b。

如果字符串中不存在只出现一次的字符，返回 # 字符。

数据范围

输入字符串长度 $[0,1000]$。

样例

输入："abaccdeff"

输出：'b'

---

算法思路（哈希表计数）

1. 核心思想：
   • 使用哈希表统计每个字符的出现次数。
   • 二次遍历字符串，找到第一个计数为 1 的字符。
2. 关键步骤：
   • 第一次遍历：记录字符频率（unordered_map）。
   • 第二次遍历：按字符串顺序检查哈希表，返回第一个频率为 1 的字符。
   • 默认值：若无满足条件的字符，返回 '#'（或其他标记符）。

维度	说明	公式
时间复杂度	两次线性遍历字符串，哈希表操作均为 $O(1)$。	$O(n)$
空间复杂度	哈希表存储所有不同字符（最坏情况存储整个字符集，如 Unicode）。	$O(S)$	S为字符集的大小

---

class Solution {
public:
    char firstNotRepeatingChar(string s) {
        unordered_map<char, int> h;  // 字符频率哈希表
        for (auto x : s) h[x]++;     // 第一次遍历：统计频率
        
        char res = '#';              // 默认值（无解时返回）
        for (auto x : s) {           // 第二次遍历：按顺序检查
            if (h[x] == 1) {         // 找到第一个频率为1的字符
                res = x;
                break;
            }
        }
        return res;
    }
};

示例演示

输入："abaccdeff"

步骤：

1. 哈希表统计：{'a':2, 'b':1, 'c':2, 'd':1, 'e':1, 'f':2}
2. 按顺序检查：
   • 'a' → 频率为2（跳过）
   • 'b' → 频率为1（返回 'b'）
     输出：'b'

---

**变种与优化 **

1. 空间优化：

   • 若字符集为 ASCII（256个字符），可用固定数组代替哈希表：

     int count[256] = {0};  // 初始化为0
     

     空间复杂度降至 $O(1)$（固定大小数组）。

2. 单次遍历实现：

   • 使用哈希表同时记录字符首次出现的位置和频率，最后扫描哈希表找最小位置。
   • 时间复杂度仍为 $O(n)$，但需额外空间存储位置信息。

3. 扩展问题：

   • 返回所有只出现一次的字符。
   • 处理流数据（无法二次遍历时需用队列+哈希表）。