算法刷题：巧用数据结构，快速找出新增字符

前端

2023-12-08 18:34:04

在数据结构的交响曲中破解算法难题

各位算法爱好者，准备好踏上探索的旅程，解决一道极具挑战性的算法问题，它将引领我们深入数据结构的迷人世界，体验位运算的精妙，以及贪心算法的威力！

问题场景

让我们走进一个妙趣横生的场景：我们有两个字符串，s 和 t 。字符串 t 并非凭空而来，而是由字符串 s 随机重排，然后在某个随机位置添加了一个新字符而生成。我们的使命是：揪出这个神秘的新字符！

解决方案

为了解开这个谜团，我们需要化身算法侦探，采用以下步骤循序渐进地深入调查：

1. 数据结构的舞台：映射字符频率

我们将字符串 s 视为一场盛大的演出，每个字符都是一位独一无二的演员。为了记录每位演员的出场次数，我们使用一个映射数据结构，将每个字符作为键，对应的出场次数作为值。这样，我们就掌握了字符串 s 中每个字符的频率分布。

2. 位运算的华尔兹：逐一消除嫌疑人

接下来，我们把目光投向字符串 t ，开启一场位运算的华尔兹。对于 t 中的每个字符，如果它在映射中存在，我们就用位运算将其频率减 1。倘若频率归零，意味着它就是我们苦苦追寻的新字符！

3. 贪心算法的探戈：直奔答案

当字符串较短时，我们可以启用贪心算法，宛若一位敏锐的侦探。我们遍历字符串 t ，记录每个字符的出现次数。当遍历完成后，我们只需要找出出现次数为 1 的那个字符，它就是我们的目标！

代码示例

为了让算法在我们手中翩翩起舞，我们奉上几段精彩的代码示例，分别对应上述三个步骤：

使用映射：

def find_added_char_with_map(s, t):
    char_freq = {}
    for char in s:
        char_freq[char] = char_freq.get(char, 0) + 1

    for char in t:
        if char in char_freq:
            char_freq[char] -= 1
            if char_freq[char] == 0:
                return char
        else:
            return char

使用位运算：

def find_added_char_with_bitwise(s, t):
    s_bitmask = 0
    for char in s:
        s_bitmask |= 1 << (ord(char) - ord('a'))

    t_bitmask = 0
    for char in t:
        t_bitmask |= 1 << (ord(char) - ord('a'))

    added_char = chr(ord('a') + bin(s_bitmask ^ t_bitmask).count('1') - 1)
    return added_char

使用贪心算法：

def find_added_char_with_greedy(s, t):
    char_count = [0] * 26
    for char in t:
        char_count[ord(char) - ord('a')] += 1

    for i in range(26):
        if char_count[i] == 1:
            return chr(ord('a') + i)