经典算法面试题目-判断一个字符串中的字符是否唯一(1.1)
发布日期:2021-06-29 13:36:44 浏览次数:2 分类:技术文章

本文共 2355 字,大约阅读时间需要 7 分钟。

题目:

Implement an algorithm to determine if a string has all unique characters. What if you can not use additional data structures?

实现一个算法来判断一个字符串中的字符是否唯一(即没有重复).不能使用额外的数据结构。 (即只使用基本的数据结构)

解答:

首先,你可以问面试官,构成字符串的字符集有多大?是ASCII字符,还是只是26个字母? 还是有更大的字符集,对于不同的情况,我们可能会有不同的解决方案。

如果我们假设字符集是ASCII字符,那么我们可以开一个大小为256的bool数组来表征每个字 符的出现。数组初始化为false,遍历一遍字符串中的字符,当bool数组对应位置的值为真, 表明该字符在之前已经出现过,即可得出该字符串中有重复字符。否则将该位置的bool数组 值置为true。代码如下:

bool isUnique1(string s){    bool a[256];    memset(a, 0, sizeof(a));    int len = s.length();    for(int i=0; i < len; ++i)    {        int v = (int)s[i];        if(a[v]) return false;        a[v] = true;    }    return true;}

该算法的时间复杂度为O(n)。我们还可以通过位运算来减少空间的使用量。 用每一位表征相应位置字符的出现。对于ASCII字符,我们需要256位,即一个长度为8的int 数组a即可。这里的关键是要把字符对应的数字,映射到正确的位上去。比如字符’b’对应的 代码是98,那么我们应该将数组中的哪一位置为1呢?用98除以32,得到对应数组a的下标: 3。98对32取模得到相应的位:2。相应代码如下:

bool isUnique2(string s){    int a[8];    memset(a, 0, sizeof(a));    int len = s.length();    for(int i=0; i < len; ++i)    {        int v = (int)s[i];        int idx = v/32, shift=v%32;        if(a[idx] & (1 << shift)) return false;//<
<左移不改变原来的数值。移位的结果是:第一个操作数乘以2的幂,指数的值是由第二个数给出的。 右边空出用0填补.在不溢出的情况下,每左移一位相当于乘以2 a[idx] |="(1">
<< shift); //只要没有出现重复的,a[idx]是会从0开始一直加下去的,a[idx] & (1 << shift)一直会是0,从0加到2的31次方,接下来就是a[idx+1]的了。我是差不多这样理解的。 } return true;}

两个算法的本质其实是一样的,只不过一个用bool单元来表征字符出现,一个用位来表征。

完整代码如下:

#include 
#include
using namespace std;bool isUnique1(string s){ bool a[256]; memset(a, 0, sizeof(a)); int len = s.length(); for(int i=0; i < len; ++i) { int v = (int)s[i]; if(a[v]) return false; a[v] = true; } return true;}bool isUnique2(string s){ int a[8]; memset(a, 0, sizeof(a)); int len = s.length(); for(int i=0; i < len; ++i) { int v = (int)s[i]; int idx = v/32, shift=v%32; if(a[idx] & (1 << shift)) return false; a[idx] |= (1 << shift); } return true;}int main(){ string s1 = "i am hawstein."; string s2 = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCD1234567890"; cout << isUnique1(s1) << " " << isUnique1(s2) << endl; cout << isUnique2(s1) << " " << isUnique2(s2) << endl; return 0;}

如果字符集只是a-z(或是A-Z),那就更好办了,用位运算只需要一个整型数即可。

bool isUnique3(string s){    int check = 0;    int len = s.length();    for(int i=0; i < len; ++i)    {        int v = (int)(s[i]-'a');        if(check & (1 << v)) return false;        check |= (1 << v);    }    return true;}

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