剑指Offer对答如流系列 - 字符串中第一个只出现一次的字符

面试题50：字符串中第一个只出现一次的字符

一、题目描述

（1）在字符串中找出第一个只出现一次的字符。

如输入"abaccdeff"，则输出’b’。

（2）字符流中第一个只出现一次的字符

请实现一个函数，用来找出字符流中第一个只出现一次的字符。例如，当从字符流中只读出前两个字符"go"时，第一个只出现一次的字符是’g’。当从该字符流中读出前六个字符"google"时，第一个只出现一次的字符是’l’

二、问题分析

问题（1）：
可以看出来，我们需要记录字符出现的次数，这个时候很容易联想到hash表

由于字符（char）是长度为8位的数据类型，共有256中可能，可以利用字符的ASCII和字符出现的次数凑成 键值对。考虑是数字的形式，我们采用数组。

创建以数组为数据结构的哈希表，键值key为字符的ASCII值，值value为出现次数。第一遍扫描：对每个扫描到的字符的次数加一；第二遍扫描：对每个扫描到的字符通过哈希表查询次数，第一个次数为1的字符即为符合要求的输出。

问题（2）

字符只能一个一个从字符流中读出来，很容易要定义一个容器来保存字符以及其在字符流中的位置。（我们接触过数据流的习题剑指Offer对答如流系列 - 数据流中的中位数）

同样，这个数据容器可以用哈希表来实现，以字符的ASCII码作为哈希表的键值key，字符对应的位置作为哈希表的值value。

1. 开始时，哈希表的值都初始化为-1，当读取到某个字符时，将位置存入value中
2. 如果之前读取过该字符（即value>=0），将value赋值为-2，代表重复出现过。
3. 最后对哈希表遍历，在value>=0的键值对中找到最小的value，该value即为第一个只出现一次的字符，ASCII码为key的字符即为所求字符。

小总结

结合 前面见到的习题，希望你能有这个意识：数据流、字符流等，需要定义数据容器来保存记录。并能流和串的区别：

1. 串：字符串已经保存下来了，能够读取遍历，因此在字符串中第一个只出现一次的字符中，只需要存下每个字符出现的个数，然后直接在字符串中遍历；
2. 流：字符流没有存下来，无法进行遍历，因此在本题中，只能在数据容器哈希表中遍历，而且哈希表中存放的是对应字符的位置，而不是个数。

在脑海中对 字符与ASCII码的转化，以及 字符形式的数字转和整型数字间的转化 有个比较清晰的认识

    //字符转化为ASCII码
    char ch_a = 'a';
    int code_a = (int)ch_a; // =ASCII码97
     
    //ASCII码转化为字符
    char copyCh_a = (char) code_a;  // =ASCII码97对应的字符'a'
     
    //字符形式数字转化为整型
    char c1 = '2';
    int n1 = c1-'0';  //=2, 由'2'和'1'的ASCII码相减得到
     
    //数字转化为字符形式
    char copyC1 = (char)(n1+'0');  //='2' ,由'0'的ASCII码加2得到'2'的ASCII码

三、问题解答

问题（1）

  public char firstNotRepeatingChar(String str) {
        if(str==null) {
            return '\0';
        }
        int[] repetitions = new int[256];
        Arrays.fill(repetitions, 0);
        for(int i=0;i<str.length();i++) {
            int loc= str.charAt(i);
            repetitions[loc]+=1;
        }
        for(int i=0;i<str.length();i++) {
            int loc= str.charAt(i);
            if(repetitions[loc]==1)
                return (char)loc;
        }
        return '\0';
    }

问题（2）

public class FirstCharacterInStream {

    private int index;
    private int[] occurence;

    public FirstCharacterInStream() {  //在构造函数中初始化成员变量
        index=0;
        occurence = new int[256];
        Arrays.fill(occurence, -1);
    }

    public void insert(char ch) {
        if(occurence[(int)ch]==-1) {
            // 第一次出现
            occurence[(int)ch]=index;
        } else if(occurence[(int)ch]>=0) {
            // 已经出现过了
            occurence[(int)ch]=-2;
        }
        index++;
    }

    public char getFirst() {
        int minIndex=Integer.MAX_VALUE;  //最大的integer
        char ch='#';
        for(int i=0;i<256;i++) {
            if(occurence[i]>=0 && occurence[i]<minIndex) {
                ch = (char) i;
                minIndex=occurence[i];
            }
        }
        return ch;
    }
}