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算法学习Day8反转字符串的一天

发布时间 2023-12-21 02:07:18作者: HQWQF

Day8反转字符串的一天

By HQWQF 2023/12/20

笔记

344.反转字符串

编写一个函数，其作用是将输入的字符串反转过来。输入字符串以字符数组 char[] 的形式给出。

不要给另外的数组分配额外的空间，你必须原地修改输入数组、使用 O(1) 的额外空间解决这一问题。

你可以假设数组中的所有字符都是 ASCII 码表中的可打印字符。

解法：双指针法

使用双指针从字符串两端交换元素值。

代码

class Solution {
public:
    void reverseString(vector<char>& s) {
        int l = 0;
        int r = s.size()-1;
        while(l<r)
        {
           char tmp = s[l];
           s[l] = s[r];
           s[r] = tmp;
           l++;
           r--;
        }
    }
};

还有简洁的写法：

class Solution {
public:
    void reverseString(vector<char>& s) {
        for (int i = 0, j = s.size() - 1; i < s.size()/2; i++, j--) {
            swap(s[i],s[j]);
        }
    }
};

541. 反转字符串II

给定一个字符串 s 和一个整数 k，从字符串开头算起，每计数至 2k 个字符，就反转这 2k 字符中的前 k 个字符。

  • 如果剩余字符少于 k 个，则将剩余字符全部反转。
  • 如果剩余字符小于 2k 但大于或等于 k 个，则反转前 k 个字符，其余字符保持原样。

解法：根据题目模拟

代码

class Solution {
public:
    string reverseStr(string s, int k) {
        for (int i = 0; i < s.size(); i += (2 * k)) {
            // 1. 每隔 2k 个字符的前 k 个字符进行反转
            // 2. 剩余字符小于 2k 但大于或等于 k 个，则反转前 k 个字符
            if (i + k <= s.size()) {
                reverse(s.begin() + i, s.begin() + i + k );
            } else {
                // 3. 剩余字符少于 k 个，则将剩余字符全部反转。
                reverse(s.begin() + i, s.end());
            }
        }
        return s;
    }
};

注释

  • 注意c++的reverse(s.begin() + i, s.begin() + i + k );这种写法

替换数字

给定一个字符串 s，它包含小写字母和数字字符，请编写一个函数，将字符串中的字母字符保持不变，而将每个数字字符替换为number。

例如，对于输入字符串 "a1b2c3"，函数应该将其转换为 "anumberbnumbercnumber"。

对于输入字符串 "a5b"，函数应该将其转换为 "anumberb"

输入：一个字符串 s,s 仅包含小写字母和数字字符。

输出：打印一个新的字符串，其中每个数字字符都被替换为了number

样例输入：a1b2c3

样例输出：anumberbnumbercnumber

数据范围：1 <= s.length < 10000。

解法：双指针

这题还是难在如果要不使用额外的空间。我们要对原数组进行扩容，如果是简单的遍历到设置就往后挪的话大O就是O(n^2)了，但是如果我们先扩容到合适的长度，然后从新长度的数组的末尾塞字符，就可以实现O(n)了。

双指针的左指针指向旧的字符串尾，右指针指向新的字符串尾，两个指针向左移动，把左指针的字母搬到右指针，碰到数字就塞number且右指针向左跳。

可以发现，这样做的前提是能将数组扩容到合适的大小。

代码

#include<iostream>
using namespace std;
int main() {
    string s;
    while (cin >> s) {
        int count = 0; // 统计数字的个数
        int sOldSize = s.size();
        for (int i = 0; i < s.size(); i++) {
            if (s[i] >= '0' && s[i] <= '9') {
                count++;
            }
        }
        // 扩充字符串s的大小，也就是每个空格替换成"number"之后的大小
        s.resize(s.size() + count * 5);
        int sNewSize = s.size();
        // 从后先前将空格替换为"number"
        for (int i = sNewSize - 1, j = sOldSize - 1; j < i; i--, j--) {
            if (s[j] > '9' || s[j] < '0') {
                s[i] = s[j];
            } else {
                s[i] = 'r';
                s[i - 1] = 'e';
                s[i - 2] = 'b';
                s[i - 3] = 'm';
                s[i - 4] = 'u';
                s[i - 5] = 'n';
                i -= 5;
            }
        }
        cout << s << endl;
    }
}

151.翻转字符串里的单词

给定一个字符串，逐个翻转字符串中的每个单词。

示例 1：
输入: "the sky is blue"
输出: "blue is sky the"

示例 2：
输入: "  hello world!  "
输出: "world! hello"
解释: 输入字符串可以在前面或者后面包含多余的空格，但是反转后的字符不能包括。

示例 3：
输入: "a good   example"
输出: "example good a"
解释: 如果两个单词间有多余的空格，将反转后单词间的空格减少到只含一个。

要求时间O(n)，空间O(1)

解法：双指针

注意需要去掉空格，

解题思路如下：

  • 移除多余空格
  • 将整个字符串反转
  • 将每个单词反转

对于移除多余空格，我们可以使用快慢指针O(n)移除指定值元素的方法，但是值得注意的是在单词和单词之间必须留一个空格，逆向思维想一下，只要除了第一个单词以外的单词前面都加一个空格就是单词之间必须留一个空格了。fast指针碰到单词且slow指针不为0时说明碰到了非首单词。

// 版本二 
void removeExtraSpaces(string& s) {//去除所有空格并在相邻单词之间添加空格, 快慢指针。
    int slow = 0;   //整体思想参考https://programmercarl.com/0027.移除元素.html
    for (int i = 0; i < s.size(); ++i)
    { 
        if (s[i] != ' ') 
        { //遇到非空格就处理，即删除所有空格。
            if (slow != 0) s[slow++] = ' '; //手动控制空格，给单词之间添加空格。slow != 0说明不是第一个单词，需要在单词前添加空格。
            while (i < s.size() && s[i] != ' ') 
            { //补上该单词，遇到空格说明单词结束。
                s[slow++] = s[i++];
            }
        }
    }
    s.resize(slow); //slow的大小即为去除多余空格后的大小。
}

最后反转单词只要使用一个初始为0的下标，碰到单词就往后找到空格，反转空格到下标之间的单词，并记录下标为下一个单词的开始。

完整代码

class Solution {
public:
    void reverse(string& s, int start, int end){ //翻转，区间写法：左闭右闭 []
        for (int i = start, j = end; i < j; i++, j--) {
            swap(s[i], s[j]);
        }
    }

    void removeExtraSpaces(string& s) {//去除所有空格并在相邻单词之间添加空格, 快慢指针。
        int slow = 0;   //整体思想参考https://programmercarl.com/0027.移除元素.html
        for (int i = 0; i < s.size(); ++i) { //
            if (s[i] != ' ') { //遇到非空格就处理，即删除所有空格。
                if (slow != 0) s[slow++] = ' '; //手动控制空格，给单词之间添加空格。slow != 0说明不是第一个单词，需要在单词前添加空格。
                while (i < s.size() && s[i] != ' ') { //补上该单词，遇到空格说明单词结束。
                    s[slow++] = s[i++];
                }
            }
        }
        s.resize(slow); //slow的大小即为去除多余空格后的大小。
    }

    string reverseWords(string s) {
        removeExtraSpaces(s); //去除多余空格，保证单词之间之只有一个空格，且字符串首尾没空格。
        reverse(s, 0, s.size() - 1);
        int start = 0; //removeExtraSpaces后保证第一个单词的开始下标一定是0。
        for (int i = 0; i <= s.size(); ++i) {
            if (i == s.size() || s[i] == ' ') { //到达空格或者串尾，说明一个单词结束。进行翻转。
                reverse(s, start, i - 1); //翻转，注意是左闭右闭 []的翻转。
                start = i + 1; //更新下一个单词的开始下标start
            }
        }
        return s;
    }
};

右旋字符串

字符串的右旋转操作是把字符串尾部的若干个字符转移到字符串的前面。给定一个字符串 s 和一个正整数 k，请编写一个函数，将字符串中的后面 k 个字符移到字符串的前面，实现字符串的右旋转操作。

例如，对于输入字符串 "abcdefg" 和整数 2，函数应该将其转换为 "fgabcde"。

输入：输入共包含两行，第一行为一个正整数 k，代表右旋转的位数。第二行为字符串 s，代表需要旋转的字符串。

输出：输出共一行，为进行了右旋转操作后的字符串。

要求不能申请额外空间，只能在本串上操作

解法：先整体反转整个字符串，然后分别反转两个部分

其实如果只要不申请额外空间，我们可以让末尾的数字通过相邻互换到开头，这样就是一个最坏O(n^2)但是没有额外申请空间的算法。

更好的方法是先整体反转整个字符串，然后分别反转两个部分：

代码

// 版本一
#include<iostream>
#include<algorithm>
using namespace std;
int main() {
    int n;
    string s;
    cin >> n;
    cin >> s;
    int len = s.size(); //获取长度

    reverse(s.begin(), s.end()); // 整体反转
    reverse(s.begin(), s.begin() + n); // 先反转前一段，长度n
    reverse(s.begin() + n, s.end()); // 再反转后一段

    cout << s << endl;

}