55 - 字符流中第一个不反复的字符

当从字符流中仅仅读出前两个字符“go”时，第一个仅仅出现一次的字符是‘g’。当从该字符流中读出前六个字符“google”时。第一个仅仅出现 1 次的字符是”l”。

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首先要记录一个字符出现的次数，为了实现O(1)查找。使用简易hash表存储。用occurences[256] 记录字符出现的次数。设置：
occurences[i] = 0, 该字符未出现；
occurences[i] = 1, 该字符出现一次；
occurences[i] = 2, 该字符出现2次或大于2次
使用先进先出的队列记录。出现一次的字符。

在后面的字符输入过程中，可能会输入一个已经存在一次的字符，队列里可能存在不止出现一次的字符。因此在取队列顶元素时，应再次检查该元素是否出现1次，假设不是，则队列pop。直至找到一个仅仅出现一次的字符索引。

时间复杂度O(1)。
空间复杂度：occurences[256] 空间恒定；队列最多仅仅会存在256个字符（仅仅会push第一次出现的字符）。因此空间复杂度O(1)

#include <iostream>
#include <queue>
using namespace std;
class CharStatics {
private:
    unsigned int occurences[256];
    int index;
    queue<int> index_queue;
public:
    CharStatics() {
        index = -1;
        for (int i = 0; i <= 255; i++)
            occurences[i] = 0;
    }
    void InsertChar(char ch) {
        if (occurences[ch] == 0) { 
            occurences[ch] = 1;  // 第一次出现，设置出现次数，压入队列
            index_queue.push(ch);
        } else {
            occurences[ch] = 2;// 第 2 次或多次出现
        } 
    }
    char FirstApperingOnce() {
        // 找到最先仅仅出现一次的字符，并用index指向
        while (!index_queue.empty() && occurences[index_queue.front()] != 1) {
            index_queue.pop();
        }
        if (!index_queue.empty())
            index = index_queue.front();
        else
            index = -1; // 没有仅仅出现一次的字符
        if (index == -1)
            return '\0';
        return index+'\0';
    }
};

int main() {
    CharStatics str;
    str.InsertChar('g');
    cout << str.FirstApperingOnce() << endl;
    str.InsertChar('o');
    cout << str.FirstApperingOnce() << endl;
    str.InsertChar('o');
    cout << str.FirstApperingOnce() << endl;
    str.InsertChar('g');
    cout << str.FirstApperingOnce() << endl;
    str.InsertChar('l');
    cout << str.FirstApperingOnce() << endl;
    str.InsertChar('e');
    cout << str.FirstApperingOnce() << endl;
}

输出：

g
g
g
NUL
l
l