387. First Unique Character in a String

arai60/hash-map/first-unique-charaacter-in-a-strings/answer.md

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+# 387. First Unique Character in a String
+
+## STEP1
+
+### 発想
+* 文字ごとの出現回数を数える。
+* 先頭から1つずつ走査していく。
+  * 出現回数が1の文字があった際には、そのインデックスを返却する。
+
+```javascript
+const firstUniqChar = function(s) {
+    const char_to_count = new Map()
+    for (const ch of s) {
+        if (!char_to_count.has(ch)) {
+            char_to_count.set(ch, 0)
+        }
+        const count = char_to_count.get(ch)
+        char_to_count.set(ch, count + 1)
+    }
+    for (let i = 0; i < s.length; i++) {
+        const ch = s[i]
+        if (char_to_count.get(ch) === 1) {
+            return i
+        }
+    }
+    return -1
+};
+```
+
+## STEP2
+
+* pythonのdefaultdictのように、mapのkeyが存在しない際に0が入るように、
+|| を用いて、書くほうが好みなのでこちらに修正した。
+
+```javascript
+const firstUniqChar = function(s) {
+    const charToCount = new Map()
+    for (const c of s) {
+        const count = charToCount.get(c) || 0
+        charToCount.set(c, count + 1)
+    }
+    for (let i = 0; i < s.length; i++) {
+        if (charToCount.get(s[i]) === 1) {
+            return i
+        }
+    }
+    return -1
+};
+```
+
+## STEP3
+
+* 1分、1分、1分
+
+```javascript
+const firstUniqChar = function(s) {
+    const charToCount = new Map()
+    for (const c of s) {
+        const count = charToCount.get(c) || 0
+        charToCount.set(c, count + 1)
+    }
+    for (let i = 0; i < s.length; i++) {
+        if (charToCount.get(s[i]) === 1) {
+            return i
+        }
+    }
+    return -1
+};
+```
+
+## 感想
+
+* For文が2周していた際に、1周でできないかと考えるのは、習慣化できそう。
+
+* LinkedHashMap というデータ構造については、次に解くLRUの問題を解いた際に学習する。
+
+### コメント集を読んで
+
+## 他の人のPRを読んで
+
+* hayashi-ayのコメント
+  * Mapではなく、配列で出現回数を保持する方法がある。
+  * 参照: https://discord.com/channels/1084280443945353267/1233603535862628432/1237973103670198292
+
+* UTF-8, UTF-16
+https://github.com/ichika0615/arai60/blob/96c3a36d478787dbe6fe0c03a45bc1e392be386d/arai60_15.md#%E4%BB%A5%E4%B8%8B%E5%8B%89%E5%BC%B7
+
+* Ryotaro25
+  * PR: https://github.com/Ryotaro25/leetcode_first60/pull/16/
+  * 387.FirstUniqueCharacterinaString/step4.cpp の参照を実装している箇所が読めない。
+    --> ポインターや参照の箇所が理解できていない。次の問題までに勉強する。
+
+* Yoshiki-Iwasa
+  * PR: https://github.com/Yoshiki-Iwasa/Arai60/pull/14
+  * 思考プロセスが記述されていて、すごくレビューがしやすくなると思うので、自分も真似をする。
+  * rustは文法が理解できていないので、公式ドキュメントを見ながら文法を検索できるようにする。
+
+* olsen-blue 
+  * PR: https://github.com/olsen-blue/Arai60/pull/15/
+  * return -1とする際には、関数の呼び出し側でコメントを書くことがある。 
+    https://github.com/olsen-blue/Arai60/pull/15/files#r1913610172
+  * 多言語で予約後となっているものは、変数名として避けた方が良い。 
+    https://github.com/olsen-blue/Arai60/pull/15/files#r1941265089 
+
+* hayashi-ay
+  * PR: https://github.com/hayashi-ay/leetcode/pull/28/
+  * 個人的に、PythonやJavascriptのMapのkeyの入力順が保存されることを使用した
+    方法(`*04`)が読みやすくて好み。
+    https://github.com/hayashi-ay/leetcode/pull/28/files#diff-5ec7c3c87171edf4d61e9eb79fd926cafa27caf068da7474222897c8e9e7ab96R91-R107
+
+* hroc135
+  * PR: https://github.com/hroc135/leetcode/pull/15/
+  * 「どの情報から順番に出してあげることで、より早く伝わるかを考える。 」をすぐに取り入れたい。
+    https://github.com/hroc135/leetcode/pull/15/files#r1731514545
+  * メモリにおけるキャッシュ効率について理解ができていないので、勉強する。
+
+* kazukiii
+  * PR: https://github.com/kazukiii/leetcode/pull/16/files
+  * nodchipさんのコメント
+    * 以下を理解できていないので、勉強する。
+    > x64 アーキテクチャーを仮定するのであれば、値が 64 ビット (8 バイト) 以内に収まる場合は、
+    > 参照にしないほうが良いと思います。理由は、値が 64 ビット (8 バイト) 以内に収まる場合、
+    > 汎用レジスター 1 本に格納できるためです。
+
+## その他の方法
+
+* `*01` BruteForceアプローチ
+
+```javascript
+const firstUniqChar = function(s) {
+    for (let i = 0; i < s.length; i++) {
+        let isIthCharUnique = true
+        for (let j = 0; j < s.length; j++) {
+            if (i !== j && s[i] === s[j]) {
+                isIthCharUnique = false
+                break
+            }
+        }
+        if (isIthCharUnique) {
+            return i
+        }
+    }
+    return -1
+};
+```
+
+* `*02` キューを用いた方法 
+  * 参照 :野田さんのコメント https://github.com/colorbox/leetcode/pull/29/files#r1861430039
+
+```javascript
+const firstUniqChar = function(s) {
+    const container = []
+    const charToCount = new Map()
+    for (let i = 0; i < s.length; i++) {
+        const pair = new Pair(i, s[i])
+        container.push(pair)
+        const count = charToCount.get(s[i]) || 0
+        charToCount.set(s[i], count + 1)
+
+        let top = container[0]
+        while (container.length > 0 && charToCount.get(top.char) > 1){
+            container.shift()
+            top = container[0]
+        }
+    }
+    if (container.length > 0) {
+        return container[0].index
+    }
+    return -1
+};
+```
+
+* `*03` 配列を用いた方法
+
+```javascript
+const firstUniqChar = function(s) {
+    const charCount = new Array(26).fill(0)
+    const aAsciiCode = 'a'.charCodeAt(0)
+    const zAsciiCode = 'z'.charCodeAt(0)
+    for (const c of s) {
+        const ithCharAsciiCode = c.charCodeAt(0)
+        if (ithCharAsciiCode < aAsciiCode && zAsciiCode < ithCharAsciiCode) {
+            throw new Error('invalid input')
+        }
+        const idx = ithCharAsciiCode - aAsciiCode
+        charCount[idx]++
+    }
+    for (let i = 0; i < s.length; i++) {
+        const idx = s[i].charCodeAt(0) - aAsciiCode
+        if (charCount[idx] === 1) {
+            return i
+        }
+    }
+    return -1
+};
+```
+
+* `*04` JavaScriptのMapが順序を保持することを利用した方法
+
+```javascript
+const firstUniqChar = function(s) {
+    const duplicated = new Set()
+    const uniqueCharToIdx = new Map()
+    for (let i = 0; i < s.length; i++) {
+        if (duplicated.has(s[i])) {
+            continue
+        }
+        if (uniqueCharToIdx.has(s[i])) {
+            uniqueCharToIdx.delete(s[i])
+            duplicated.add(s[i])
+            continue
+        }
+        uniqueCharToIdx.set(s[i], i)
+    }
+    if (uniqueCharToIdx.size === 0) {
+        return -1
+    }
+    const iterator = uniqueCharToIdx.values()
+    return iterator.next().value
+};
+```
+
+### コードの良し悪し
+
+* `*10` 出現回数を数えて、1回だけ出現するものを見つけた際に、そのインデックスを返す方法
+  * 空間計算量 : O(1)
+  * 時間計算量 : O(N) for文が2周している。
+
+* `*11` Brute Forceアプローチ
+  * 空間計算量 : O(1)
+  * 時間計算量 : O(N^2)
+
+* `*12` キューを用いた方法
+  * 空間計算量 : O(N) キューを用いている。
+  * 時間計算量 : O(N) for文が1周している。
+
+* `*13` 配列を用いた方法
+  * 空間計算量 : O(1)
+  * 時間計算量 : O(N) for文が2周している。
+
+* `*14` JavaScriptのMapが順序を保持することを利用した方法
+  * 空間計算量 : O(N) duplicatedのSetで、O(N)の空間計算量が必要。
+  * 時間計算量 : O(N) for文が1周している。
+
+## 調べたこと
+
+* str.encode関数は、UTF-8にエンコードされる.
+  https://docs.python.org/3/library/stdtypes.html#str.encode
+
+* String.prototype.charCodeAt() https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/JavaScript/Reference/Global_Objects/String/charCodeAt
+
+> charCodeAt() always indexes the string as a sequence of UTF-16 code units,
+> so it may return lone surrogates. To get the full Unicode code point
+> at the given index, use String.prototype.codePointAt().
+
+```javascript
+const c = "𩸽";
+
+console.log(c.length); // 2 (2つのコードユニットで構成)
+console.log(c.charCodeAt(0)); // 55399 (高位サロゲート)
+console.log(c.charCodeAt(1)); // 56893 (低位サロゲート)
+console.log(c.codePointAt(0)) // 171581 (UniCodeコードポイント)
+
+const codePoint = c.codePointAt(0)
+// codePoint = (highSurrogate - 0xD800) * 0x400 + (lowSurrogate - 0xDC00) + 0x10000
+highSurrogate = Math.floor((codePoint - 0x10000) / 0x400) + 0xD800 // 55399
+lowSurrogate = ((codePoint - 0x10000) % 0x400) + 0xDC00 // 56893
+console.log(highSurrogate === c.charCodeAt(0)) // true
+console.log(lowSurrogate === c.charCodeAt(1)) // true
+```
+
+* ord() は、Unicode CodePointが返却される。
+https://docs.python.org/3/library/functions.html#ord
+
+* PythonのOrderedDictは、双方向連結リストとHash Tableでできている。 
+  https://github.com/python/cpython/blob/a66bae8bb52721ea597ade6222f83876f9e939ba/Lib/collections/__init__.py#L89 
+
+* C++のmapは、keyでソートされている。
+  https://cplusplus.com/reference/map/map/
+
+* Pythonのcollections.Counterの内部実装 
+  * https://github.com/python/cpython/blob/a66bae8bb52721ea597ade6222f83876f9e939ba/Lib/collections/__init__.py#L551
+  * Pure Pythonで書かれている。
+
+* Goにおけるmapの内部実装 
+  https://github.com/golang/go/blob/eb4069127a7dbdaed480aed80ba6ed1b2ea27901/src/internal/runtime/maps/map.go
+
+* ハッシュ表の理解 (kumagiさんのスライド)
+  * OpenAddressing, ClosedAddressingのところまで読んだ。
+  https://www.docswell.com/s/kumagi/ZGXXRJ-hash-table-world-which-you-dont-know