字符流中第一个不重复的字符

题目描述

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”。

输出描述:

1	如果当前字符流没有存在出现一次的字符，返回#字符。

解答

Map<Character, Integer> map = new LinkedHashMap<>();

//Insert one char from stringstream
public void Insert(char ch) {
    if (map.containsKey(ch)) {
        map.put(ch, map.get(ch) + 1);
    } else {
        map.put(ch, 1);
    }
}

//return the first appearence once char in current stringstream
public char FirstAppearingOnce() {
    Iterator iter = map.entrySet().iterator();
    while (iter.hasNext()) {
        Map.Entry entry = (Map.Entry) iter.next();
        if ((int) entry.getValue() == 1) {
            return (char) entry.getKey();
        }
    }
    return '#';
}

官方题解

链接：https://www.nowcoder.com/questionTerminal/00de97733b8e4f97a3fb5c680ee10720?answerType=1&f=discussion
来源：牛客网

题目描述：对于动态字符流，返回第一个不重复的字符。如果不存在，返回’#’。

方法：哈希+队列

针对题目的描述，我们先提出两个问题？

Q1. 给定一个字符串（只不过这里的字符串是可变的），如果快速判断一个字符是否存在于字符串中，如果存在，也就是重复？
Q2. 这里先不考虑重复，如果快速返回第一个字符？有没有感觉有点像先来先服务？

对于一道题，如果没有思路，就要针对题目给自己问问题。然后针对问题，来考虑需要什么样的算法或者数据结构。

A1：对于“重复问题”，惯性思维应该想到哈希或者set。对于“字符串问题”，大多会用到哈希。因此一结合，应该可以想到，判断一个字符是否重复，可以选择用哈希，在c++中，可以选择用unordered_map

A2：对于字符流，源源不断的往池子中添加字符，然后还要返回第一个满足什么条件的字符，显然设计到了“顺序”，也就是先来的先服务，这种先进先出的数据结构不就是队列嘛。因此，这里可以用队列。

假如你已经知道了要用hash 和 queue 这两个数据结构，你可以试着自己想一想，接下来的算法过程是怎么样的？
这里我提供一个算法过程，如下：

初始化一个unordered_map mp, queue q
对于Insert(char ch)操作，如果ch是第一次出现，则添加到q中，然后在mp中记录一下次数，如果不是第一次出现，也就是重复了，那么我们就没必要添加到q中，但是还是需要在mp中更新一下次数，因为之后要根据次数来判断是否重复。
对于FirstAppearingOnce()操作，我们直接判断q的头部，然后在mp中检查一下，是否重复，如果没有重复，那就是我们想要的数据。否则，如果重复了，那就应该弹出头部，然后判断下一个头部是否满足要求。

根据算法的过程，你可以试着自己写一下代码。

我的示例代码如下，仅供参考：

class Solution
{
public:
  //Insert one char from stringstream
    queue<char> q;
    unordered_map<char, int> mp;
    void Insert(char ch)
    {
         // 如果是第一次出现， 则添加到队列中
         if (mp.find(ch) == mp.end()) {
             q.push(ch);
         }
         // 不管是不是第一次出现，都进行计数
         ++mp[ch];
    }
  //return the first appearence once char in current stringstream
    char FirstAppearingOnce()
    {
        while (!q.empty()) {
            char ch = q.front();
            // 拿出头部，如果是第一次出现，则返回
            if (mp[ch] == 1) {
                return ch;
            }
            // 不是第一次出现，则弹出，然后继续判断下一个头部
            else {
                q.pop();
            }
        }
        return '#';
    }
};

时间复杂度：对于Insert(char ch)操作，为O(1), 对于FirstAppearingOnce()操作，为O(N)，因为最坏情况下，队列中存入一半的重复数据，比如“abcdabcd”，队列会存入“abcd”，并且弹出的时候都是重复的。

空间复杂度：O(N)