剑指 Offer 50. 第一个只出现一次的字符

2023-12-24 04:53:03

你知道LeetCode中一个经典的字符串问题吗？它就是《剑指 Offer 50. 第一个只出现一次的字符》，一个考验我们编程功底和算法思维的问题。今天，我们就一起来探讨一下这个题目。

题目

LeetCode《剑指 Offer 50. 第一个只出现一次的字符》题目如下：

给定一个字符串，找到它的第一个不重复的字符，并返回它的索引。如果不存在，则返回 -1。

示例：

输入: "leetcode"
输出: 0

提示：

* 你可以假定该字符串只包含小写字母。

核心代码

为了解决这个问题，我们可以使用两种解法：暴力法和哈希表法。

暴力法

暴力法是一种最直接的解法，它通过遍历字符串中的每一个字符，并检查它是否在字符串的其余部分中出现。如果它没有出现，则它就是第一个不重复的字符。以下是暴力法实现的Python代码：

def firstUniqChar(s):
    """
    暴力法寻找字符串中第一个不重复的字符
    :param s: 输入字符串
    :return: 第一个不重复的字符的索引，如果不存在则返回 -1
    """
    for i in range(len(s)):
        if s[i] not in s[i+1:]:
            return i
    return -1

哈希表法

哈希表法是一种更高效的解法，它通过使用哈希表来存储字符串中出现过的字符和它们的出现次数。然后，我们可以遍历哈希表，找到出现次数为 1 的第一个字符，并返回它的索引。以下是哈希表法实现的Python代码：

def firstUniqChar(s):
    """
    哈希表法寻找字符串中第一个不重复的字符
    :param s: 输入字符串
    :return: 第一个不重复的字符的索引，如果不存在则返回 -1
    """
    char_dict = {}
    for char in s:
        if char not in char_dict:
            char_dict[char] = 0
        char_dict[char] += 1

    for i in range(len(s)):
        if char_dict[s[i]] == 1:
            return i
    return -1

另一解法

除了暴力法和哈希表法之外，还有一种更加巧妙的解法，称为“滑动窗口”法。这种方法使用两个指针来定义一个滑动窗口，并遍历字符串。当窗口中的字符不重复时，窗口就向右移动。当窗口中的字符出现重复时，窗口就向左移动，直到窗口中的字符不重复为止。以下是“滑动窗口”法实现的Python代码：

def firstUniqChar(s):
    """
    滑动窗口法寻找字符串中第一个不重复的字符
    :param s: 输入字符串
    :return: 第一个不重复的字符的索引，如果不存在则返回 -1
    """
    left = 0
    right = 0
    char_set = set()

    while right < len(s):
        if s[right] not in char_set:
            char_set.add(s[right])
            right += 1
        else:
            char_set.remove(s[left])
            left += 1

    if left == right:
        return -1
    else:
        return left