【Python】文字列がすべてユニークな文字で構成されているか判定する方法

本記事では、与えられた文字列に含まれる文字がすべて一意（ユニーク）であるかどうかを判定するPythonプログラムについて、その解法とアプローチをわかりやすく解説します。

問題の概要

文字列が入力として与えられたとき、その文字列に含まれるすべての文字が重複なく一意であるかどうかを判定します。たとえば「abcde」はすべて異なる文字で構成されているためTrue、「tutorialspoint」のように同じ文字が複数回出現する場合はFalseとなります。

アプローチ

この問題は、以下のような手順で効率的に解くことができます。

• ブール値の配列を用意する： 各インデックス i が「アルファベット（ASCIIコード）における文字 i が文字列内に出現済みかどうか」を表すフラグとして機能します。

• 重複を検知したら即座にFalseを返す： 同じ文字に2回目に遭遇した時点で、その文字列は一意性を満たしていないため、処理を中断してFalseを返します。

• 文字数による事前チェック： 文字列の長さが、アルファベットに存在する一意な文字の総数（ここでは128種類のASCII文字）を超えている場合は、必ず重複が発生するため、その時点でFalseを返します。

この実装では、扱う文字列の最大長を256文字と想定しています。これはASCII文字セットの範囲をカバーするためです。

実装例

それでは、実際のコードを見てみましょう。

def isUniqueChars(st):
    if len(st) > 256:
        return False
    # 初期化
    char_set = [False] * 128
    # char_set を使って出現済み文字を記録
    for i in range(0, len(st)):
        # ASCII値を取得
        val = ord(st[i])
        if char_set[val]:
            return False
        char_set[val] = True
    return True
# メイン処理
st = "tutorialspoint"
print(isUniqueChars(st))

実行結果

False

上記のコードでは、変数 char_set によって各文字の出現状況を管理しています。ord() 関数で取得したASCII値をインデックスとして使い、すでにTrueになっている位置にアクセスした場合は重複と判断されます。「tutorialspoint」には「t」や「i」などが複数回登場するため、結果はFalseになります。

計算量について

この手法の時間計算量は O(n)（nは文字列の長さ）、空間計算量は O(1) です。フラグ用の配列サイズが固定されているため、入力の長さに関わらずメモリ使用量が一定に保たれる点が大きな利点です。

まとめ

本記事では、ブール値の配列を活用することで、文字列がすべて一意な文字で構成されているかどうかを効率的に判定する方法を学びました。シンプルでありながら高速に動作する定番テクニックなので、面接対策や実務でも役立つでしょう。