316. 去除重复字母

题目描述

给你一个字符串 s ，请你去除字符串中重复的字母，使得每个字母只出现一次。需保证 返回结果的字典序最小（要求不能打乱其他字符的相对位置）。

示例 1：

输入：s = "bcabc"
输出："abc"

示例 2：

输入：s = "cbacdcbc"
输出："acdb"

提示：

1 <= s.length <= 10⁴
s 由小写英文字母组成

注意：该题与 1081 https://leetcode.cn/problems/smallest-subsequence-of-distinct-characters 相同

解法

方法一：栈

思考

求最小字典序的去重子序列，且须用尽每种出现过的字符各一次。若在全部子序列中选最小者，状态过多。

记录每字符最后出现位置。从左扫描，已在栈中则跳过；否则在栈顶更大且后面还会出现时弹出，再压入当前字符。单调栈保证局部最小，最后出现位置保证弹出仍可补回。

我们用一个数组 last 记录每个字符最后一次出现的位置，用栈来保存结果字符串，用一个数组 vis 或者一个整型变量 mask 记录当前字符是否在栈中。

遍历字符串 \(s\)，对于每个字符 \(c\)，如果 \(c\) 不在栈中，我们就需要判断栈顶元素是否大于 \(c\)，如果大于 \(c\)，且栈顶元素在后面还会出现，我们就将栈顶元素弹出，将 \(c\) 压入栈中。

最后将栈中元素拼接成字符串作为结果返回。

时间复杂度 \(O(n)\)，空间复杂度 \(O(n)\)。其中 \(n\) 为字符串 \(s\) 的长度。

Python3JavaC++Go

class Solution:
    def removeDuplicateLetters(self, s: str) -> str:
        last = {c: i for i, c in enumerate(s)}
        stk = []
        vis = set()
        for i, c in enumerate(s):
            if c in vis:
                continue
            while stk and stk[-1] > c and last[stk[-1]] > i:
                vis.remove(stk.pop())
            stk.append(c)
            vis.add(c)
        return ''.join(stk)

class Solution {
    public String removeDuplicateLetters(String s) {
        int n = s.length();
        int[] last = new int[26];
        for (int i = 0; i < n; ++i) {
            last[s.charAt(i) - 'a'] = i;
        }
        Deque<Character> stk = new ArrayDeque<>();
        int mask = 0;
        for (int i = 0; i < n; ++i) {
            char c = s.charAt(i);
            if (((mask >> (c - 'a')) & 1) == 1) {
                continue;
            }
            while (!stk.isEmpty() && stk.peek() > c && last[stk.peek() - 'a'] > i) {
                mask ^= 1 << (stk.pop() - 'a');
            }
            stk.push(c);
            mask |= 1 << (c - 'a');
        }
        StringBuilder ans = new StringBuilder();
        for (char c : stk) {
            ans.append(c);
        }
        return ans.reverse().toString();
    }
}

class Solution {
public:
    string removeDuplicateLetters(string s) {
        int n = s.size();
        int last[26] = {0};
        for (int i = 0; i < n; ++i) {
            last[s[i] - 'a'] = i;
        }
        string ans;
        int mask = 0;
        for (int i = 0; i < n; ++i) {
            char c = s[i];
            if ((mask >> (c - 'a')) & 1) {
                continue;
            }
            while (!ans.empty() && ans.back() > c && last[ans.back() - 'a'] > i) {
                mask ^= 1 << (ans.back() - 'a');
                ans.pop_back();
            }
            ans.push_back(c);
            mask |= 1 << (c - 'a');
        }
        return ans;
    }
};

func removeDuplicateLetters(s string) string {
    last := make([]int, 26)
    for i, c := range s {
        last[c-'a'] = i
    }
    stk := []rune{}
    vis := make([]bool, 128)
    for i, c := range s {
        if vis[c] {
            continue
        }
        for len(stk) > 0 && stk[len(stk)-1] > c && last[stk[len(stk)-1]-'a'] > i {
            vis[stk[len(stk)-1]] = false
            stk = stk[:len(stk)-1]
        }
        stk = append(stk, c)
        vis[c] = true
    }
    return string(stk)
}

方法二

思考

方法一用最后下标判断「后面是否还有」。改为先统计频次，扫描时递减，栈顶剩余次数仍为正即可弹出。判定条件等价，不必预存最后位置。

Python3Go

class Solution:
    def removeDuplicateLetters(self, s: str) -> str:
        count, in_stack = [0] * 128, [False] * 128
        stack = []
        for c in s:
            count[ord(c)] += 1
        for c in s:
            count[ord(c)] -= 1
            if in_stack[ord(c)]:
                continue
            while len(stack) and stack[-1] > c:
                peek = stack[-1]
                if count[ord(peek)] < 1:
                    break
                in_stack[ord(peek)] = False
                stack.pop()
            stack.append(c)
            in_stack[ord(c)] = True
        return ''.join(stack)

func removeDuplicateLetters(s string) string {
    count, in_stack, stack := make([]int, 128), make([]bool, 128), make([]rune, 0)
    for _, c := range s {
        count[c] += 1
    }

    for _, c := range s {
        count[c] -= 1
        if in_stack[c] {
            continue
        }
        for len(stack) > 0 && stack[len(stack)-1] > c && count[stack[len(stack)-1]] > 0 {
            peek := stack[len(stack)-1]
            stack = stack[0 : len(stack)-1]
            in_stack[peek] = false
        }
        stack = append(stack, c)
        in_stack[c] = true
    }
    return string(stack)
}

316. 去除重复字母

题目描述

解法

方法一：栈

方法二

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