字符串处理：查找重复字符位置的算法实现与优化

1. 题目背景与核心需求解析

这道"找位置"题目源自华中科技大学计算机考研复试机试题库，属于典型的字符串处理类编程题。作为考研复试环节的机试题目，其设计意图非常明确：考察考生对字符串基础操作的熟练程度、边界条件处理能力以及算法实现效率的把控。

1.1 题目具体要求还原

根据多年辅导经验，这类题目通常要求：

• 给定一个由字母和数字组成的字符串
• 找出所有出现次数大于1的字符
• 按字符在字符串中的出现顺序，输出每个重复字符及其所有位置索引
• 位置索引从0开始计数
• 输出格式为"字符:位置1,位置2,..."

例如输入"abca"，输出应为：
a:0,3

1.2 考察的核心能力维度

这道题看似简单，实则暗藏多个考察点：

1. 字符串遍历能力：需要熟练掌握字符串的索引访问和迭代
2. 数据结构应用：合理选择字典/哈希表等结构存储位置信息
3. 输出格式控制：精确控制逗号分隔和冒号格式
4. 边界情况处理：空字符串、无重复字符等特殊情况
5. 时间复杂度优化：避免O(n²)的暴力解法

2. 解题思路与算法设计

2.1 基础解法：哈希表记录法

最直观的解法是使用哈希表（字典）记录每个字符的所有出现位置：

python复制def find_positions(s):
    from collections import defaultdict
    char_dict = defaultdict(list)
    
    for idx, char in enumerate(s):
        char_dict[char].append(idx)
    
    result = []
    for char in s:
        if len(char_dict[char]) > 1:
            # 去重处理，避免同一字符多次输出
            if f"{char}:{','.join(map(str, char_dict[char]))}" not in result:
                result.append(f"{char}:{','.join(map(str, char_dict[char]))