借助栈高效去除重复字母：LeetCode指南

2023-10-19 03:19:06

导言

LeetCode是一个广受欢迎的在线算法竞赛平台，为程序员提供了一个磨炼技能、学习新算法和数据结构的绝佳途径。解决LeetCode上的难题需要巧妙的思维和高效的算法，其中重复字母的去除是一个常见的挑战。借助栈这一强大的数据结构，我们可以优雅地解决这一难题，显著提升代码效率和算法简洁性。

算法解题

去除重复字母的算法基于一个简单的思想：只保留字母第一次出现时的位置 。为此，我们使用一个栈来存储遇到的字母。算法分两步进行：

第一步：跳过重复字母

当遇到一个已经存在于栈中的字母时，我们直接跳过它。这确保了我们只保留字母的第一个实例。

第二步：更新栈

当遇到一个不在栈中的字母时，我们将其入栈。如果栈顶元素比当前字母小（按字母表顺序），且栈顶元素不是最后一个出现，我们弹出栈顶元素，并继续入栈当前字母。

算法示例

考虑字符串 "abbaca"。按照算法步骤，我们有：

第一步： 跳过重复字母 "a" 和 "b"。
第二步： 将 "c" 入栈。
第二步（继续）： 将 "a" 入栈，因为栈顶元素 "c" > "a"，且 "c" 不是最后一个出现。
第一步： 跳过重复字母 "a"。
第二步： 将 "c" 入栈，因为栈顶元素 "a" < "c"，且 "a" 不是最后一个出现。
第一步： 跳过重复字母 "a"。

最后，栈中只剩下字母 "cabc"，对应去除重复字母后的字符串。

实现

以下是使用Python实现的去除重复字母算法：

def remove_duplicates(s):
  stack = []
  seen = set()

  for char in s:
    if char not in seen:
      while stack and char < stack[-1] and stack[-1] not in seen:
        stack.pop()
      stack.append(char)
      seen.add(char)

  return ''.join(stack)