Google笔试题：哈希表的一个意想不到的应用--在字符串中查找第一个只出现一次的字符

1.问题描述

在一个字符串中找到第一个只出现一次的字符。如输入AbAssvfFCCBbhV，则输出v。

 

2.解题思路

如果按照传统比较的办法，时间复杂度是O(n*n),这显然不是Google面试官希望的答案，本题实际上是哈希表的一个应用，我们举个简单例子

比如：输入AbAcc

我们建立哈希表

                      0                       1                       2                3                     ...                25                26                 27         28      ....          51

  字符                                     b                        c                                                                                A

出现次数                               1                         2                                                                                 2

这样只要我们构造好哈希表，我们可以在O(n)内找到b，而构造哈希表的时间复杂度是O(n)

话又说回来，世界上没有完美的事，我们虽然节省了时间，却要用额外的空间来换

 

3.代码

/*
This is a free Program, You can modify or redistribute it under the terms of GNU
*Description:利用哈希表查找第一个只出现一次的字符
*Language: C++
*Development Environment: VC6.0
*Author: Wangzhicheng
*E-mail: 2363702560@qq.com
*Date: 2012/11/29
*/

#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <string>
#include <cctype>
using namespace std;

class Solution {
private:
int n;                 //共52个大小写字母
string s;              //输入的字符串,只能含有大小写
/*
*哈希表
*@ch:存放字母
*@cur:字母出现的次数
*/
typedef struct Hash {
char ch;
int cur;
};
Hash *HashTable;
char answer;           //第一次只出现一次的字符

/*
*哈希函数
*小写字母存放0-25的位置
*大写字母存放26-51的位置
*/
int HashFunction(char ch) {
if(islower(ch)) {
return ch-'a';
}
else return ch-'A'+n/2;
}
/*
*装载哈希表
*/
void LoadHashTable() {
int i;
int pos;
for(i=0;s[i];i++) {
pos=HashFunction(s[i]);
if(!HashTable[pos].ch) {   //该位置为空
HashTable[pos].ch=s[i];
HashTable[pos].cur=1;
}
else HashTable[pos].cur++;
}
}
public:
/*
*构造函数
*为哈希表分配空间
*初始化字符串
*/
Solution(const string &str) {
n=52;
HashTable=new Hash
;
if(!HashTable) {
cerr<<"内存不足,程序退出!";
exit(1);
}
int i;
for(i=0;i<n;i++) {
HashTable[i].ch='\0';
HashTable[i].cur=0;
}
s=str;
answer='\0';
}
/*
*查找第一次只出现一次的字符的函数
*利用哈希表进行查找
*/
void JustDoIt() {
LoadHashTable();
int i;
int pos;
for(i=0;i<n;i++) {
pos=HashFunction(s[i]);
if(HashTable[pos].cur==1) {   //此时该字符出现的次数为1
answer=s[i];
return;
}
}
}
char get() const {
return answer;
}
void Answer() {
if(!get()) cout<<"本字符串中没有第一次只出现一次的字符"<<endl;
else cout<<"第一次只出现一次的字符是:"<<get()<<endl;
}
~Solution() {
delete []HashTable;
}
};

void main() {
string str;
cout<<"请输入一个字符串:";
cin>>str;
if(!cin.good()) {
cerr<<"输入异常!"<<endl;
exit(1);
}
int i;
for(i=0;str[i];i++) {
if(!islower(str[i]) && !isupper(str[i])) {
cerr<<"字符串只能含有大小写字符!"<<endl;
return;
}
}
Solution solution(str);
solution.JustDoIt();
solution.Answer();
}

 

4 测试



C代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <ctype.h>

/*
* to find the first char which only once ocurred in a string
* use the Hash method to solve the problem
* */
int HashTable[52]; // contains A-F and a-z character
/*
* hash function
* */
int Hash(char c) {
if(isupper(c)) {
return c - 'A';
}
else if(islower(c)) {
return 26 + c - 'a';
}
}
/*
* scan the str and load the hash table
* */
void LoadHashTable(const char *str) {
int i;
int pos; // the hash address
for(i = 0;i < strlen(str);i++) {
pos = Hash(str[i]);
HashTable[pos] += 1;
}
}
/*
* to search the target
* */
int Locate(const char *str, char &X) {
int i;
int pos;
int val;
int find = 0; // whether find the result
for(i = 0;i < strlen(str);i++) {
pos = Hash(str[i]);
val = HashTable[pos];
if(val == 1) {
/*
* to find the target character
* */
switch(pos/26) {
case 0:
X = 'A' + pos%26;
break;
case 1:
X = 'a' + pos%26;
break;
}
find = 1;
}
}
return find;
}
void main() {
char buf[1024];
char c;
int i;

gets(buf);
for(i = 0;i < strlen(buf);i++) {
if(!isupper(buf[i]) && !islower(buf[i])) {
perror("string only can contains character!\n");
exit(1);
}
}
LoadHashTable(buf);
if(Locate(buf, c)) {
putchar(c);
}
else perror("没有出现一次的字母!");
printf("\n");
}


测试：