Cracking the coding interview--Q1.3

题目

原文：

Design an algorithm and write code to remove the duplicate characters in a string without using any additional buffer. NOTE: One or two additional variables are fine. An extra copy of the array is not.

FOLLOW UP

Write the test cases for this method.

译文：

设计算法并写出代码移除字符串中重复的字符，不能使用额外的缓存空间。注意： 可以使用额外的一个或两个变量，但不允许额外再开一个数组拷贝。

进一步地，

为你的程序写测试用例。

解答

这道题目其实是要你就地(in place)将字符串中重复字符移除。你可以向面试官问清楚， 不能使用额外的一份数组拷贝是指根本就不允许开一个数组，还是说可以开一个固定大小， 与问题规模(即字符串长度)无关的数组。

如果根本就不允许你再开一个数组，只能用额外的一到两个变量。那么，你可以依次访问 这个数组的每个元素，每访问一个，就将该元素到字符串结尾的元素中相同的元素去掉( 比如置为'\0').时间复杂度为O(n² )，代码如下：

void removeDuplicate(char s[])
{
    int len = strlen(s);
    if(len < 2) return;
    int p = 0;
    for(int i=0; i < len; ++i)
    {
        if(s[i] != '\0')
        {
            s[p++] = s[i];
            for(int j=i+1; j < len; ++j)
                if(s[j]==s[i])
                    s[j] = '\0';
        }
    }
    s[p] = '\0';
}

如果可以开一个固定大小，与问题规模(即字符串长度)无关的数组，那么可以用一个数组来 表征每个字符的出现(假设是ASCII字符，则数组大小为256)，这样的话只需要遍历一遍字符 串即可，时间复杂度O(n)。代码如下：

void removeDuplicate(char s[])
{
    int len = strlen(s);
    if(len < 2) return;
    bool c[256];
    memset(c, 0, sizeof(c));
    int p = 0;
    for(int i=0; i < len; ++i)
    {
        if(!c[s[i]])
        {
            s[p++] = s[i];
            c[s[i]] = true;
        }
    }
    s[p] = '\0';    
}

如果字符集更小一些，比如只是a-z，即字符串里只包含小写字母，那么使用一个int变量中 的每一位来表征每个字符的出现，一样可以在O(n)的时间里移除重复字符，而且还不需要额 外开一个数组。代码如下：

void removeDuplicate(char s[])
{
    int len = strlen(s);
    if(len < 2) return;
    int check = 0, p = 0;
    for(int i=0; i < len; ++i)
    {
        int v = (int)(s[i]-'a');
        if((check & (1 << v))==0)
        {
            s[p++] = s[i];
            check |= (1 << v);
        }
    }
    s[p] = '\0';
}

测试用例：

1. 不包含重复字符的字符串，比如：abcd
2. 字符串全是重复字符，比如：aaaa
3. 空字符串
4. 重复字符连续出现，比如：aaabbb
5. 重复字符不连续出现，比如：abababa

完整代码如下：

#include <iostream>
#include <cstring>
using namespace std;

string removeDuplicate1(string s)
{
    int check = 0;
    int len = s.length();
    if(len < 2) return s;
    string str = "";
    for(int i=0; i<len; ++i)
    {
        int v = (int)(s[i]-'a');
        if((check & (1<<v)) == 0)
        {
            str += s[i];
            check |= (1<<v);
        }
    }
    return str;
}

string removeDuplicate2(string s)
{
    int len = s.length();
    if(len < 2) return s;
    string str = "";
    for(int i=0; i<len; ++i)
    {
        if(s[i] != '\0')
        {
            str += s[i];
            for(int j=i+1; j<len; ++j)
                if(s[j]==s[i])
                    s[j] = '\0';
        }
    }
    return str;
}

void removeDuplicate3(char s[])
{
    int len = strlen(s);
    if(len < 2) return;
    int p = 0;
    for(int i=0; i<len; ++i)
    {
        if(s[i] != '\0')
        {
            s[p++] = s[i];
            for(int j=i+1; j<len; ++j)
                if(s[j]==s[i])
                    s[j] = '\0';
        }
    }
    s[p] = '\0';
}

void removeDuplicate4(char s[])
{
    int len = strlen(s);
    if(len < 2) return;
    bool c[256];
    memset(c, 0, sizeof(c));
    int p = 0;
    for(int i=0; i<len; ++i)
    {
        if(!c[s[i]])
        {
            s[p++] = s[i];
            c[s[i]] = true;
        }
    }
    s[p] = '\0';    
}

void removeDuplicate5(char s[])
{
    int len = strlen(s);
    if(len < 2) return;
    int check = 0, p = 0;
    for(int i=0; i<len; ++i)
    {
        int v = (int)(s[i]-'a');
        if((check & (1<<v))==0)
        {
            s[p++] = s[i];
            check |= (1<<v);
        }
    }
    s[p] = '\0';
}
int main()
{
    string s1 = "abcde";
    string s2 = "aaabbb";
    string s3 = "";
    string s4 = "abababc";
    string s5 = "ccccc";
    cout<<removeDuplicate1(s1)<<" "<<removeDuplicate2(s1)<<endl;
    cout<<removeDuplicate1(s2)<<" "<<removeDuplicate2(s2)<<endl;
    cout<<removeDuplicate1(s3)<<" "<<removeDuplicate2(s3)<<endl;
    cout<<removeDuplicate1(s4)<<" "<<removeDuplicate2(s4)<<endl;
    cout<<removeDuplicate1(s5)<<" "<<removeDuplicate2(s5)<<endl;
    char ss1[] = "abcde";
    char ss2[] = "aaabbb";
    char ss3[] = "";
    char ss4[] = "abababc";
    char ss5[] = "ccccc";
    removeDuplicate5(ss1);
    removeDuplicate5(ss2);
    removeDuplicate5(ss3);
    removeDuplicate5(ss4);
    removeDuplicate5(ss5);
    cout<<ss1<<" "<<ss2<<" "<<ss3<<" "<<ss4<<" "<<ss5<<endl;
    return 0;
}