【C++经典例题】寻找字符串中第一个不重复字符的索引
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问题描述
给定一个只包含小写字母的字符串 s，我们的目标是找到它的第一个不重复的字符，并返回该字符在字符串中的索引。如果字符串中不存在这样的字符，则返回 -1。1 <= s.length <= 105s 只包含小写字母
例如：
- 对于字符串 "leetcode"，字符 'l' 是第一个不重复的字符，其索引为 0，所以应返回 0。
- 对于字符串 "loveleetcode"，字符 'v' 是第一个不重复的字符，其索引为 2，所以应返回 2。
- 对于字符串 "aabb"，不存在不重复的字符，所以应返回 -1。
解题方法
方法一：暴力解法
解题思路
暴力解法的核心思想是对字符串中的每个字符，都遍历整个字符串，检查是否存在与它相同的其他字符。如果在遍历过程中没有找到相同的字符，那么该字符就是第一个不重复的字符，返回其索引；如果遍历完所有字符都没有找到不重复的字符，则返回 -1。
代码实现
class Solution { public: int firstUniqChar(string s) //暴力解法 { int size = s.size(); for (int i = 0; i < size; ++i) { int flag = 1; for (int j = 0; j < size; ++j) { if ((s[i] == s[j]) && (i != j))//如果有相同的字符，就结束这轮对比 { flag = 0; break; } } if (flag == 1)//循环走完，标志没有被改变，说明没有相同的字符 return i; } return -1; } };复杂度分析
- 时间复杂度：(O(n^2))，其中 (n) 是字符串的长度。因为对于每个字符，都需要遍历整个字符串来检查是否有重复。当字符串很大时，这种方式会暴露出极大的效率问题
- 空间复杂度：(O(1))，只使用了常数级的额外空间。
方法二：计数排序解法
解题思路
由于字符串只包含小写字母，小写字母一共有 26 个，我们可以使用一个长度为 26 的数组来记录每个字母在字符串中出现的次数。首先遍历字符串，统计每个字母的出现次数；然后再次遍历字符串，找到第一个出现次数为 1 的字母，并返回其索引；如果遍历完都没有找到，则返回 -1。
对于计数排序的详细讲解，可以参考我的另一篇文章：
【数据结构与算法】详解计数排序：小范围整数排序的最佳选择-ZEEKLOG博客
代码实现
class Solution { public: int firstUniqChar(string s) //计数排序解法 { int count[26] = {0};//创建数组映射存储次数，初始化为 0 int size = s.size(); for (int i = 0; i < size; ++i)//第一次遍历，记录次数 { ++count[s[i] - 'a']; } for (int i = 0; i < size; ++i)//第二次遍历，找到第一个只出现一次的字母 { if (count[s[i] - 'a'] == 1) return i; } return -1;//走到这里说明不存在 } };复杂度分析
- 时间复杂度：(O(n))，其中 (n) 是字符串的长度。需要遍历字符串两次，每次遍历的时间复杂度都是 (O(n))。
- 空间复杂度：(O(1))，因为只使用了一个长度为 26 的数组，无论字符串多长，额外空间都是常数级的。
总结
暴力解法虽然简单直接，但时间复杂度较高，对于较长的字符串效率较低；
而计数排序解法利用了字符串只包含小写字母的特点，通过额外的数组来记录字母出现的次数，将时间复杂度优化到了线性级别，在处理大规模数据时性能更优。
在实际应用中，满足数据量大且范围相对集中的情况，我们应该优先选择计数排序这种高效的解法
