Question

如何确定一个字符串中是否所有字符全部互不相同

Answer 1

在开始完成这道题之前，最好先向出题者确认的一件事情是，这是字符串是纯ASCII字符串还是Unicode字符串。这决定了你后续的解题过程，这个问题可以向面试官传达出你很关注细节，且对计算机科学有一定认识。
这里假设字符集为ASCII，当然如果是Unicode，只需要扩大内存，其他解题思路上基本是一致的。
首先需要想到的是，ASCII只有一个字节，意味着如果待检测的字符串长度超过了256位，那么这个字符串中一定有重复的元素。解题的方式有很多种，下面列举几种常见的解法：
最简单的解法是将字符串中的每一个字符与剩下的字符比较，如果遇到相同的元素，则返回 False ，如果直到遍历结束都没有遇到相同元素，则返回 True ：

def is_unique_char(string):
str_len = len(string)

if str_len > 256:
return True

for pos in xrange(str_len):
for index in xrange(pos+1, str_len):
if string[pos] == string[index]:
return False

return True

这种解法的时间复杂度为 O(n*n) ，空间复杂度为 O(1) 。当然很明显，这种解法的效率非常低下，有什么更好的实现呢？
第二种解法是通过构建一个布尔值的数组，索引 index 表示ASCII码中值为 index的字符。将初值置为 False ，如果某个元素第二次出现，则表示这个字符串出现了重复的字符，函数直接返回。这种解法的Python实现如下：

def is_unique_char(string):
if len(string) > 256:
return True

record = [False] * 256

for ch in string:
ch_val = ord(ch)

if record[ch_val]:
return False

record[ch_val] = True

return True

上面代码的时间复杂度为 O(n) ，空间复杂度为 O(1) 。不过，我们可以非常确定的是，n的最大值仅仅为256。
如果使用位运算，结合Python中数字的特殊实现，我们仅需要一个数字来替代 record 即可实现上面的算法：

def is_unique_char(string):
if len(string) > 256:
return True

record = 0L

for ch in string:
print record
ch_val = ord(ch)

if (record & (1 << ch_val)) > 0:
return False

record |= (1 << ch_val)

return True

如果允许对字符串进行修改，则我们还有一种 O(nlog(n)) 的算法来解决这个问题：将字符串排序，然后遍历每一个元素并与周围元素比较(请自行尝试)。
如果考虑到Python的某些数据结构，则我们可以通过 collections 里的工具来实现：

from collections import Counter

is_unique_char = lambda s: True if len(s) > 256 else not bool(filter(lambda n: n > 1, Counter(s).values()))