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: 
*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[n];
    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：