面试题 01.01. 判定字符是否唯一

面试题 01.01. 判定字符是否唯一

实现一个算法，确定一个字符串 s 的所有字符是否全都不同。

示例 1：

输入: s = "leetcode"
输出: false
示例 2：

输入: s = "abc"
输出: true

 

解法1：哈希表计数

思路：
遍历字符串，利用哈希表存储每个字符出现的次数，当当前遍历到的字符已经出现过，直接返回false；若遍历完整个字符串且未发现重复字符，则返回true。

实现细节：
普通的map内部用红黑树实现，保证有序，但空间占用率高。

unordered_map内部实现了哈希表，查找速度很快，均为O(1)复杂度，但建立比较耗费时间。

对于本题，不需要保证内部有序，所以使用unordered_map即可。

class Solution {
public:
    bool isUnique(string s) {
        unordered_map<char, int> mp;
        for(char c : s) {
            if(mp[c] > 0) {
                return false;
            } else {
                mp[c] = 1;
            }
        }
        return true;
    }
};

复杂度分析：
假设字符串长度为N，则遍历字符串时间复杂度为O(N)，每个字符查找复杂度为O(1)，故总时间复杂度为O(N)，时间消耗击败100%，故时间复杂度已达到最优；

利用哈希表存储，空间复杂度为O(N)，本解法内存消耗只击败了5%，说明可以优化。

 

解法2：位运算

思路：
要求不使用额外的数据结构，且根据解法1可知，存在空间复杂度O(1)的解法。解法1考虑了字符串中出现的字符数，现在我们反过来考虑每个字符出现的次数。

由于一共有26种字符，所以我们用一个0-1串记录所有字符出现的次数，某一个字符出现过，则将其所在位的值置1，若再次出现，且该位已经为1，则返回false；

实现细节：
将26个字符转换为0-25的数字，并分别对应0-25位，设该0-1串为x。

把x的第k位置1： x = x | (1 << k) 同理，判断x的第k位是否为1，用&运算即可。

 

代码：

class Solution {
public:
    bool isUnique(string s) {
        int x = 0;
        for(char c : s) {
            if(x & (1 << (c - 'a'))) {    // c - 'a'：将字符转换为0-25的数字
                return false;
            } else {
                x |= 1 << (c - 'a');
            }
        }
        return true;
    }
};

复杂度分析：
与解法1相同，遍历字符串时间复杂度为O(N)，每个字符的位运算复杂度为O(1)，故总时间复杂度为O(N)；

只利用了一个变量x，空间复杂度为O(1)，为最优。