【算法-字符串2】替换空格 + 反转单词

今天，带来字符串相关算法的讲解。文中不足错漏之处望请斧正！

理论基础点这里

1. 替换空格

题目描述：请实现一个函数，把字符串 s 中的每个空格替换成"%20"。
来源：力扣（LeetCode）
难度：简单
提示：
0 <= s 的长度 <= 10000
示例 1：
输入：s = “We are happy.” 输出：“We%20are%20happy.”

题意转化

把字符串内的所有' '替换为%20.

解决思路(抽象)

使用额外空间

创建一个空字符串, 遍历给定字符串s, 遇到字符的时候直接插入空字符串, 遇到空格的时候插入%20.

不使用额外空间

不用额外空间就要扩容：统计空格个数，每个空格替换成“%20”，就意味着每个空格都需要额外两个字符的空间。

扩容后，从后向前替换。

为什么是从后向前？因为从前向后替换数组元素，每次替换完都要把后面所有元素往后移动，这就是O(n^2)的复杂度了。

编程实现(具体)

使用额外空间

class Solution {
public:string replaceSpace(string s) {string ret;for(char &ch : s) {if(ch == ' ') ret += "%20";else ret += ch;}return ret;}
};

不使用额外空间

class Solution {
public:string replaceSpace(string s) {// 扩容int count = 0; //空格个数for(char &ch : s) if(ch == ' ') ++count;int oldSize = s.size();s.resize(s.size() + count * 2);int newSize = s.size();// 从后向前替换for(int i = oldSize - 1, j = newSize - 1; i < j; --i, --j) {if(s[i] != ' ') {s[j] = s[i];} else {s[j] = '0';s[j - 1] = '2';s[j - 2] = '%';j -= 2; //多了两次操作，j指针对应移动}}return s;}
};

2. 反转单词

给你一个字符串 s ，请你反转字符串中单词的顺序。

单词是由非空格字符组成的字符串。s 中使用至少一个空格将字符串中的单词分隔开。

返回单词顺序颠倒且单词之间用单个空格连接的结果字符串。

注意：输入字符串 s中可能会存在前导空格、尾随空格或者单词间的多个空格。返回的结果字符串中，单词间应当仅用单个空格分隔，且不包含任何额外的空格。

示例 1：

输入：s = “the sky is blue”
输出：“blue is sky the”
示例 2：

输入：s = " hello world "
输出：“world hello”
解释：反转后的字符串中不能存在前导空格和尾随空格。
示例 3：

输入：s = “a good example”
输出：“example good a”
解释：如果两个单词间有多余的空格，反转后的字符串需要将单词间的空格减少到仅有一个。

提示：

1 <= s.length <= 104
s 包含英文大小写字母、数字和空格 ’ ’
s 中至少存在一个单词

进阶：如果字符串在你使用的编程语言中是一种可变数据类型，请尝试使用 O(1) 额外空间复杂度的原地解法。

题意转化

返回单词顺序颠倒且单词之间用单个空格连接的结果字符串.

解决思路(抽象)

首先, 要保证单词之间用单个空格连接(头尾没有空格).

原地处理的话, 可以使用双指针重新填充字符串:

fast：遍历s拿字符（遇到空格就跳过）
slow：从头填充合法字符串

简单说, 每次遇到空格就自己把单词填充上, 再手动添加一个空格, 就可以满足题目要求.

单词顺序颠倒, 我们无法直接实现, 但我们能做什么?

颠倒字符串顺序
颠倒单个单词顺序

前者就可以颠倒单词顺序, 只不过会让单个单词也颠倒, 我们再次颠倒每个单词, 不就得到了题目要求的字符串了吗.
比如如 hello world , 整体反转后是 dlrow olleh；然后对单词反转 world hello .
简单说, 先总体反转, 再局部反转.

编程实现(具体)

最后一个单词, 可以在反转单词内部顺序的循环中处理, 也可以跳出循环单独处理.

最后一个单词反转单词内部顺序的循环中处理:

class Solution {
public:string reverseWords(string s) {//双指针重新填充字符串int slow; // 填充字符串int fast; // 遍历sfor (slow = 0, fast = 0; fast < s.size(); ++fast) {if (s[fast] == ' ') continue; // 如果是空格就跳过// 填充当前单词while (fast < s.size() && s[fast] != ' ') s[slow++] = s[fast++];// 填充空格(只有最后一个单词后不需要填充)s[slow++] = ' ';}s.resize(slow - 1); // 去掉多余的空格(最后一个单词后不需要填充, 但我们默认填充了)cout << "处理后的字符串: " << s << endl;// 整体反转reverse(s.begin(), s.end());// 局部反转int wordBegin = 0;int wordEnd= 0;while (wordEnd <= s.size()) {if (s[wordEnd] == ' ' || wordEnd == s.size()) {reverse(s.begin() + wordBegin, s.begin() +wordEnd);wordBegin = wordEnd + 1;wordEnd = wordBegin;}++wordEnd;}return s;}
};

最后一个单词跳出循环单独处理:

class Solution {
public:string reverseWords(string s) {//双指针重新填充字符串int slow; // 填充字符串int fast; // 遍历sfor (slow = 0, fast = 0; fast < s.size(); ++fast) {if (s[fast] == ' ') continue; // 如果是空格就跳过// 填充当前单词while (fast < s.size() && s[fast] != ' ') s[slow++] = s[fast++];// 填充空格(只有最后一个单词后不需要填充)s[slow++] = ' ';}s.resize(slow - 1); // 去掉多余的空格(最后一个单词后不需要填充, 但我们默认填充了)cout << "处理后的字符串: " << s << endl;// 整体反转reverse(s.begin(), s.end());// 局部反转int wordBegin = 0;int wordEnd= 0;while (wordEnd < s.size()) {if (s[wordEnd] == ' ') {reverse(s.begin() + wordBegin, s.begin() +wordEnd);wordBegin = wordEnd + 1;wordEnd = wordBegin;}++wordEnd;}reverse(s.begin() + wordBegin, s.begin() +wordEnd); // 反转最后一个单词return s;}
};