[leetcode] Remove Duplicate Letters

题目：

Given a string which contains only lowercase letters, remove duplicate letters so that every letter appear once and only once. You must make sure your result is the smallest in lexicographical order among all possible results.

Example:
Given "bcabc"
Return "abc"

Given "cbacdcbc"
Return "acdb"

分析：通过观察每个字母下标的规律，以"cbacdcbc"为例，

第一步，计算下标(countIndex)：

a  => 2,  

b  => 1, 6

c  => 0, 3, 5, 7

d  => 4

第二步，寻找符合条件的字母(findLetter)：

如果一个字母的第一个下标小于其后每个字母的最后一个下标，则该字母符合条件。比如 a 中的 2 小于 b 的 6，c 的 7，d 的 4，则 a 中的2符合条件。

第三步，删除前面的下标(removeIndex)：

不防设第二步中符合条件的字母为X，则删除X下标之前的所有下标，并删除X。比如X为a，X下标为2，则删除 b 中的 1，c 中的 0，并把 a 删除。

重复第二步，第三步，直到集合为空。

以 "cbacdcbc" 为例：

b  => 6

c  => 3, 5, 7

d  => 4

b  => 6

d  => 4

上述变换解释：虽然 6 < 7，但 6 却 > 4， 故 b 不符合，而 c 中的 3 小于其后的 4，故 c 符合。

b  => 6

故最后生成 a -> c -> d -> b，即 acdb.

代码如下：

    public String removeDuplicateLetters(String s) {
        StringBuilder res = new StringBuilder();
        HashMap<Character, ArrayList<Integer>> hm = new HashMap<Character, ArrayList<Integer>>();
        ArrayList<Character> reference = new ArrayList<Character>();
        countIndex(s, hm, reference);
        Collections.sort(reference);
        while (!reference.isEmpty()) {
            int lettIndex = findLetter(s, res, hm, reference);
            removeIndex(lettIndex, hm, reference);
        }
        return res.toString();
    }

    private void countIndex(String s, HashMap<Character, ArrayList<Integer>> hm, ArrayList<Character> reference) {
        for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
            char ch = s.charAt(i);
            if (! hm.containsKey(ch)) {
                ArrayList<Integer> tmp = new ArrayList<Integer>();
                tmp.add(i);
                hm.put(ch, tmp);
                reference.add(ch);
            } else {
                hm.get(ch).add(i);
            }
        }
    }

    private int findLetter(String s, StringBuilder res, HashMap<Character, ArrayList<Integer>> hm, ArrayList<Character> reference) {
        int m = 0;
        for (int i = 0; i < reference.size(); i++) {
            m = hm.get(reference.get(i)).get(0);
            int j = i+1;
            for (; j < reference.size(); j++) {
                ArrayList<Integer> tmp = hm.get(reference.get(j));
                if (m > tmp.get(tmp.size()-1)) {
                    break;
                }
            }
            if (j == reference.size()) {
                res.append(reference.get(i));
                reference.remove(i);
                break;
            }
        }
        return m;
    }

    private void removeIndex(int lett, HashMap<Character, ArrayList<Integer>> hm, ArrayList<Character> reference) {
        for (int i = 0; i < reference.size(); i++) {
            ArrayList<Integer> tmp = hm.get(reference.get(i));
            while (!tmp.isEmpty() && tmp.get(0) < lett) {
                tmp.remove(0);
            }
        }
    }