剑指offer（57）：字符流中第一个不重复的字符

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”。 如果当前字符流没有存在出现一次的字符，返回#字符。

分析

思路1：在文章 剑指offer（42）：数组中只出现1次的数字曾提到一种思路，利用LinkedHashMap，可以保持输出顺序和输入顺序（也可以是自定义顺序）一致，记录字符或者数字及其出现的次数，在 O(1) 内找到出现1测的目标。

这里同样可以借鉴之前的思路，使用LinkedHashMap保存字符及其出现的次数，使用ArrayList保存字符流。

牛客AC：

import java.util.Map;
import java.util.LinkedHashMap;
import java.util.List;
import java.util.ArrayList;

public class Solution {
    // Map存放字符及其出现的次数
    Map<Character, Integer> map = new LinkedHashMap<Character, Integer>();
    // List存放字符流序列
    List<Character> list = new ArrayList<Character>();

    // Insert one char from stringstream
    public void Insert(char ch) {
        if (map.containsKey(ch)) 
            map.put(ch, map.get(ch) + 1);   // map 会覆盖重复元素，更新重复key的最新value
        else 
            map.put(ch, 1);

        list.add(ch);
    }

    // return the first appearence once char in current stringstream
    public char FirstAppearingOnce() {
        char c = '#';
        for (char key : list) {
            if (map.get(key) == 1) {
                c = key;
                break;
            }
        }
        return c;
    }
}

思路2：所有的字符总数为256。利用一个int型数组存储ASCII码为i的字符第一次出现的索引，这个数组初值置为-1。每读一个字符，将该字符的位置存入字符ASCII码（0-255）对应的数组下标中。若值为-1，表示第一次读入，不为-1且大于0表示不是第一次读入，将值改为-2（重复多次读入）。全部处理完成后，int数组中的值，-1的是没有出现的字符，-2是重复多次出现的字符，大于0的就是只出现一次的字符，而且元素的值是该字符第一次出现的索引。找到大于0的最小值，那它就是第一个只出现一次的字符的ASCII值，将ASCII值转为字符即可。

牛客AC：

public class Solution {
    private int[] occurrence = new int[256];    // 存储ASCII码为i的字符第一次出现的索引
    private int index = 0;      // 字符在整个字符流中的索引

    // 初始置为-1，所有字符均没有出现
    public Solution() {
        for(int i = 0; i < 256; i++)
            occurrence[i] = -1;
    }

    // 从字符流读取一个字符，插入到数组中
    public void Insert(char ch) {
        if(occurrence[ch] == -1)    // 该字符没有出现过，存储它在字符流中的索引
            occurrence[ch] = index;
        else if(occurrence[ch] >= 0)    // 该字符出现过，索引置为-2
            occurrence[ch] = -2;

        index++;
    }

    // 获取第一个出现一次的字符
    // 数组中元素值大于等于0的最小值，是第一个只出现一次的字符
    public char FirstAppearingOnce() {
        char ch = '#';
        int minIndex = Integer.MAX_VALUE;
        for(int i = 0; i < 256; i++) {
            int tmpOccurrence = occurrence[i];
            if(tmpOccurrence >= 0 && tmpOccurrence < minIndex) {
                ch = (char) i;
                minIndex = occurrence[i];
            }
        }
        return ch;
    }
}

参考
1. 何海涛，剑指offer名企面试官精讲典型编程题（纪念版），电子工业出版社