316. 去除重复字母

一、题目

给你一个字符串 s ，请你去除字符串中重复的字母，使得每个字母只出现一次。需保证 返回结果的字典序最小（要求不能打乱其他字符的相对位置）。

二、思路

/**
打印效果，一目了然
b压入栈中，成功啦
c压入栈中，成功啦
当前元素【a】比栈顶元素【c】小，而且栈顶元素再后面还存在，需要移除了栈顶元素
当前元素【a】比栈顶元素【b】小，而且栈顶元素再后面还存在，需要移除了栈顶元素
a压入栈中，成功啦
b压入栈中，成功啦
d压入栈中，成功啦
当前元素【c】比栈顶元素【d】小，而且栈顶元素再后面还存在，需要移除了栈顶元素
c压入栈中，成功啦
n压入栈中，成功啦
当前元素【d】比栈顶元素【n】小，而且栈顶元素再后面还存在，需要移除了栈顶元素
d压入栈中，成功啦
j压入栈中，成功啦
当前元素【h】比栈顶元素【j】小，而且栈顶元素再后面还存在，需要移除了栈顶元素
h压入栈中，成功啦
s压入栈中，成功啦
j压入栈中，成功啦
e压入栈中，成功啦
n压入栈中，成功啦
 */

三、代码

class Solution {
    public String removeDuplicateLetters(String s) {
        // 遍历每个字符，得出每个字符最后出现的index
        // 用栈数据结构保存字符串，后进先出
        // 记录某个字符是否已再栈中保存

        // 获取字符串数组
        char[] chars = s.toCharArray();

        // 定义一个长度为26的数组，记录每个字符最后出现的index
        int[] num = new int[26];

        for (int i=0; i<chars.length; i++) {
            num[chars[i] - 'a'] = i;
        }
        
        // 定义栈
        Deque<Character> stack = new ArrayDeque<>();
        // 定义某个字符是否保存在栈中
        boolean[] visited = new boolean[26];

        // 开始遍历字符
        for (int i=0; i<chars.length; i++) {
            // 如果当前字符已经再栈中，则continue
            if (visited[chars[i] - 'a']) {
                continue;
            }

            // 取出栈顶字符和当前字符作比较，while循环
            /**
                【1】栈必须非空
                【2】取出栈顶元素和当前元素比较，栈顶元素比当前大
                【3】栈顶元素再当前字符后面，还存在，则移除栈顶元素
             */
            // 此处必须要用while，用if就会有遗漏，参考测试用例 "bcabdcacndjhcsdjabcddend"
            while (!stack.isEmpty() && 
                    stack.peekLast() > chars[i] &&
                    num[stack.peekLast() - 'a'] > i) 
            {
                        //移除栈顶元素
                        Character c = stack.removeLast();  
                        //表示该字符没有在栈中出现
                        visited[c - 'a'] = false;        
                        System.out.println("当前元素【" + chars[i] + "】比栈顶元素【" + c + "】小" + "，而且栈顶元素再后面还存在" + "，需要移除了栈顶元素");
            }

            // 否则将该字符加入栈中，并设置已经存在栈中
            stack.addLast(chars[i]);
            System.out.println(chars[i] + "压入栈中，成功啦");

            visited[chars[i] - 'a'] = true;
        }

        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        for(Character c : stack){
            sb.append(c);
        }

        return sb.toString();
    }
}

四、分析

复杂度分析

时间复杂度：O(N)，其中 N 为字符串长度。代码中虽然有双重循环，但是每个字符至多只会入栈、出栈各一次。

空间复杂度：O(∣Σ∣)，其中 Σ 为字符集合，本题中字符均为小写字母，所以 ∣Σ∣=26。由于栈中的字符不能重复，因此栈中最多只能有 ∣Σ∣个字符，另外需要维护两个数组，分别记录每个字符是否出现在栈中以及每个字符的剩余数量。