解谜LeetCode第37题：揭秘去除重复字母的巧妙算法

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2024-01-08 19:21:44

去除重复字母：巧妙算法揭秘

当我们处理包含重复字母的字符串时，去除这些重复字母以获得一个更精简的、字典序最小的字符串就显得非常重要。在本文中，我们将深入探讨一种巧妙的算法，它结合了单调栈和哈希表，以高效而优雅的方式解决这一难题。

单调栈：有序序列的守护者

单调栈是一种特殊类型的栈，它保持其元素的顺序要么单调递增，要么单调递减。在我们的场景中，我们将利用单调栈来维护字母的字典序。

算法从字符串开头开始遍历。对于每个字母，它与栈顶元素进行比较。如果当前字母较小，且后续字符中存在该字母的重复项，那么栈顶元素就会被弹出，为当前字母腾出空间。然后，当前字母被压入栈顶，保持字典序的递增顺序。

哈希表：追踪字母的足迹

哈希表是一个强大的数据结构，用于记录字母在字符串中的位置和是否存在。在我们的算法中，它扮演着至关重要的角色，确保我们不会错过任何重复字母。

当遍历字符串时，如果当前字母在哈希表中不存在，它将直接被添加到栈中。然而，如果该字母已存在，并且其位置大于栈顶元素的位置，那么栈顶元素就会被弹出。这样，我们可以继续在栈中维护字典序的递增顺序。

算法流程：精妙而高效

现在，让我们将单调栈和哈希表结合起来，构建去除重复字母的算法流程：

初始化 单调栈和哈希表。
遍历字符串，依次处理每个字母。
检查当前字母在哈希表中是否存在。
如果不存在 ，直接压入栈中。
如果存在 ，并且位置大于栈顶元素，弹出栈顶元素。
将当前字母压入栈中 ，并更新其在哈希表中的位置。
重复步骤 3-6 ，直至遍历完字符串。
弹出栈中字母 ，得到去除重复字母后的字符串。

代码示例：揭开算法的神秘面纱

def remove_duplicate_letters(s: str) -> str:
    """
    去除字符串中重复的字母，字典序最小

    :param s: 输入字符串
    :return: 去除重复字母后，字典序最小的字符串
    """
    stack = []  # 单调栈
    visited = {}  # 哈希表

    for i, c in enumerate(s):
        if c not in visited:
            while stack and stack[-1] > c and s.find(stack[-1], i) != -1:
                stack.pop()
            stack.append(c)
            visited[c] = True
    
    return ''.join(stack)