01.01、判定字符是否唯一

01.01、[简单] 判定字符是否唯一

1、题目描述

实现一个算法,确定一个字符串 s 的所有字符是否全都不同。

在这一题中,我们的任务是判断一个字符串 s 中的所有字符是否全都不同。我们将讨论两种不同的方法来解决这个问题,并详细解释每种方法的实现过程。

2、方法一:使用哈希表计数

2.1、思路解析

我们可以利用一个哈希表(数组)来记录字符串中每个字符的出现次数。具体步骤如下:

  1. 字符数判断:如果字符串的长度超过 26,那么肯定有重复字符,因为只有 26 个小写字母。
  2. 哈希表初始化 :创建一个长度为 26 的数组 hash,用于记录每个字符的出现次数。
  3. 遍历字符串:对于字符串中的每个字符,将对应的哈希表位置加 1。
  4. 重复字符检测 :在遍历过程中,如果某个字符的出现次数大于 1,直接返回 false
  5. 返回结果 :遍历结束后,如果没有发现重复字符,返回 true
2.2、代码实现
复制代码
class Solution {
public:
    bool isUnique(string astr) {
        // 如果字符串长度超过 26,必然有重复字符
        if (astr.size() > 26) {
            return false;
        }

        // 初始化一个哈希表,长度为 26,对应 26 个字母
        int hash[26] = {0};

        // 遍历字符串中的每个字符
        for (const auto& ch : astr) {
            // 将字符转换为相应的索引位置
            hash[ch - 'a']++;
            // 如果某个字符的计数大于 1,则返回 false
            if (hash[ch - 'a'] > 1) {
                return false;
            }
        }

        // 如果没有发现重复字符,返回 true
        return true;
    }
};
2.3、代码详解
  • 首先检查字符串长度。如果长度超过 26,立即返回 false,因为小写字母只有 26 个,无法保证全部字符唯一。
  • 初始化一个长度为 26 的整型数组 hash,用于记录每个字母的出现次数。
  • 使用范围循环遍历字符串中的每个字符。
  • 计算当前字符在 hash 数组中的索引,并将其对应的值加 1。如果某个字符的计数大于 1,表示该字符重复,立即返回 false
  • 遍历结束后,如果没有重复字符,则返回 true

3、方法二:使用位图优化

3.1、思路解析

第二种方法使用了位图(bit vector)来优化空间复杂度。这种方法的核心思想是使用一个整数的位来表示字符是否出现过。具体步骤如下:

  1. 字符数判断:与方法一相同,首先判断字符串长度是否超过 26。
  2. 位图初始化 :使用一个整数 bitMap 来表示字符出现情况,初始值为 0。
  3. 遍历字符串 :对于字符串中的每个字符,检查 bitMap 中相应的位置是否已经设置。
  4. 重复字符检测 :如果 bitMap 中相应的位置已经设置过,返回 false。否则,将该位置设置为 1。
  5. 返回结果 :遍历结束后,如果没有发现重复字符,返回 true
3.2、代码实现
复制代码
class Solution {
public:
    bool isUnique(string astr) {
        // 利用鸽巢原理来做的优化,如果字符串长度超过 26,必然有重复字符
        if (astr.size() > 26)
            return false;

        // 使用位图(bit vector)来记录字符出现情况
        int bitMap = 0;

        // 遍历字符串中的每个字符
        for (const auto& ch : astr) {
            int i = ch - 'a'; // 将字符转换为相应的位位置

            // 判断当前字符是否已经在 bitMap 中出现过
            if (((bitMap >> i) & 1) == 1)
                return false; // 如果已出现,返回 false

            // 将当前字符加入到 bitMap 中
            bitMap |= 1 << i;
        }

        // 如果没有发现重复字符,返回 true
        return true;
    }
};
3.3、代码详解
  • 同样首先检查字符串长度。如果长度超过 26,直接返回 false
  • 初始化一个整型变量 bitMap,初始值为 0,用于记录字符的出现情况。
  • 遍历字符串中的每个字符。计算当前字符在 bitMap 中对应的位位置。
  • 检查 bitMap 中相应的位是否已经为 1。如果为 1,表示该字符已出现过,返回 false。如果当前字符没有出现过,将对应的位设置为 1。
  • 遍历结束后,如果没有重复字符,返回 true

4、总结

这两种方法都可以有效地判断一个字符串中的字符是否全都不同。方法一使用了哈希表,代码直观易懂,而方法二使用了位图优化,节省了空间。如果字符串长度超过 26,直接返回 false,因为小写字母只有 26 个,因此这是一种基于鸽巢原理的优化。选择哪种方法取决于具体的需求和优化目标。

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