《剑指offer》字符串专题

字符串

记录《剑指offer》中所有关于字符串的题目，以及LeetCode中的相似题目

相关题目列表

index	description	key words	done	date
4	替换空格	替换	Y	18-1-27
28	字符串的排列	全排列	Y	18-1-28
42_1	翻转单词顺序	翻转reverse	Y	18-1-29
42_2	左旋转字符串	翻转reverse	Y	18-1-29
49	把字符串转化成整数（atoi）	atoi	Y	18-1-30
54	表示数值的字符串
55	字符流中第一个不重复的字符	hash	Y	18-1-30

题目

字符串可以看作是特殊的数组，所以有关字符串的解题思路都是与上一个专题中类似的，甚至可以直接使用。

面试题4：替换空格

题目：请实现一个函数，把字符串中的每个空格替换成"%20"。例如输入"We are happy.",则输出"We%20are%happy."。

题目分析

这道题最简单的思路是遍历字符串，遇到空格就进行替换，但这里涉及到一个问题，就是空格占位为1，而%20占位为3，所以每次替换都需要将替换位置之后的字符向后移动相应的位置，同时这也涉及到字符串扩容的问题，显然不够高效。

更高效的做法是，先通过一遍遍历得到字符串长度，从而得到替换之后的字符串长度（只需原长度加上2*空格数）。通过这种方式就解决了字符串的扩容问题。

还有一个问题就是如何将原字符串及替换后的%20变成新的字符串。这里采用从后向前的方式，这样不会破坏前面已有的字符，不用产生额外空间。

参考代码

#include

//================使用string======================
/*
#include
using namespace std;
string replace_blank(string str)
{
    for (int i = 0; i < str.size(); ++i)
    {
        if (str[i] == ' ')
            str = str.substr(0,i) + "%20" + str.substr(i+1);
    }
    return str;
}
int main()
{
    string str = "We are happy";
    cout << replace_blank(str) << endl;
    return 0;
}
*/

//=========================不使用string=======================

using namespace std;

void ReplaceBlank(char *str, int length)
{
    int i, j;
    int count = 0;  //空格数量
    int len = length;   //字符串长度
    for (int i = 0; i < length; ++i)    //先迭代判断空格数量
    {
        if (str[i] == ' ')
        {
            ++count;
        }
    }

    len = length + count * 2;   //更新字符串长度

    for (i = length - 1, j = len - 1; i >= 0 && j >= 0;)    //i指向原始字符串末尾字符，j指向更新之后字符串末尾字符位置
    {
        if (str[i] == ' ')
        {
            str[j--] = '0';
            str[j--] = '2';
            str[j--] = '%';
            i--;        //如果遇到空格，i向前移动一位，j移动三位并加上%20
        }
        else
        {
            str[j--] = str[i--];    //如果不是空格，直接将i处移动到j处，并都向前移动一位
        }
    }
    str[len] = '\0';    //字符串末尾标志

}

int main()
{
    //cout << "input a string: " << endl;


    char str[12 + 1] = "We are happy";
    int str_len = sizeof(str);
    ReplaceBlank(str, str_len);

    cout << str << endl;

    return 0;
}

相似题目

可以通过牛客网 剑指offer完成这道题的练习。

面试题28： 字符串的排列

题目： 输入一个字符串，打印出该字符串中字符的所有排列。例如，输入abc，则打印出由字符a、b、c所能排列出来的所有字符串abc、acb、bac、cab和cba。

题目分析

这是一道全排列问题，这类问题在很多实际场景中都有应用。
要求整个字符串的排列，可以看成两步：首先求所有可能出现在第一个位置的字符，即把第一个字符和后面所有字符交换。第二步固定第一个字符，求后面所有字符的排列，这个时候我们仍然把后面的字符分为两部分：后面字符的第一个字符，以及之后的所有字符。然后把第一个字符逐一和后面的字符进行交换。依次类推，很明显这是一个递归过程。

参考代码

class Solution {
public:
    vector result;
    vector Permutation(string str) {
        if (str.empty())
            return result;
        PermutationRecursion(str, 0);

        sort(result.begin(), result.end()); //字典序排列
        return result;
    }

private:
    bool HasDuplicate(string str, int left, int right) {   //如果两个需要交换的序号之间有等于后面的值就不交换，证明之前已经交换过了
        for (int i = left; i < right; ++i){
            if (str[i] == str[right])   //有重复元素
                return true;
        }
        return false;
    }

    void PermutationRecursion(string str, int begin){
        if (str[begin] == '\0'){    //递归结束条件
            result.push_back(str);
        }
        else{
            for (int i = begin; str[i] != '\0'; i++){
                if (!HasDuplicate(str, begin, i)){      //无重复元素
                    swap(str[i], str[begin]);
                    PermutationRecursion(str, begin+1);
                    swap(str[i], str[begin]);
                }
            }
        }
    }

};

相似题目

本题为字符串的全排列问题，在LeetCode中有两道数组的全排列问题，都以同样的方法解题。46. Permutations与47. Permutations II。
两道题的区别在于是否有重复元素，参考代码见：
LeetCode 46 code
LeetCode 47 code
还可以在牛客网 剑指offer上完成对本题的练习。

面试题42_1： 翻转单词顺序

题目: 输入一个英文句子，翻转句子中单词的顺序，但单词内字符的顺序不变。为简单起见，标点符号和普通字母一样处理。例如输入字符串“I am a student.”，则输出“student. a am I”。

题目分析

这道题是一个经典的翻转字符串类型题，其中的Reverse可以用到各种场景中。
此题的思路是先把整个字符串翻转遍，然后再逐个翻转单词。

参考代码

#include
#include
using namespace std;

class Solution {
public:
    string ReverseSentence(string& str) {
        int length = str.size() - 1;
        Reverse(str, 0, length);

        int start = 0;
        int end = 0;
        while (str[start] != '\0'){
            if (str[end] == ' ' || str[end] == '\0'){
                Reverse(str, start, end-1);
                start = end + 1;
                end++;
            }
            else
                end++;
        }
        return str;
    }

private:
    string Reverse(string& str, int start, int end){
        while (start < end){
            char temp = str[start];
            str[start] = str[end];
            str[end] = temp;
            start++;
            end--;
        }
        return str;
    }
};

int main()
{
    string str = "I am a good student";
    cout << str << endl;
    Solution solu;
    solu.ReverseSentence(str);
    cout << str << endl;

    return 0;
}

相似题目

LeetCode中有一道与本题的类似题目151. Reverse Words in a String，但是不同点在于要求条件更多，如需要判断多余空格;
还有一道基本的reverse问题344. Reverse String;
还有一道类似题目为直接翻转每个单词557. Reverse Words in a String III。
这三道题的参考代码见：
LeetCode 151 code
LeetCode 344 code
LeetCode 557 code

还可以在牛客网 剑指offer上完成对本题的练习。

面试题42_2： 左旋转字符串

题目： 字符串的左旋转操作是把该字符串前面的若干个字符转移到字符串的尾部。请定义一个函数实现字符串左旋转操作的功能。比如，输入字符串“abcdefg”和数字2，该函数将返回左旋转2位得到的结果“cdefgab”。

题目分析

本题同样使用最基本的reverse解决，先将整个字符串翻转一次，再进行局部翻转两次。

参考代码

#include
#include

using namespace std;

class Solution {
public:
    string LeftRotateString(string &str, int n) {
        if (n > str.size())
            return str;

        Reverse(str, 0, str.size() - 1);

        Reverse(str, 0, str.size() - n - 1);

        Reverse(str, str.size() - n, str.size() - 1);

        return str;

    }
private:
    string Reverse(string& str, int start, int end){
        while (start < end){
            char temp = str[start];
            str[start] = str[end];
            str[end] = temp;
            start++;
            end--;
        }
        return str;
    }
};

int main()
{
    string str = "abcXYZdef";
    Solution solu;
    solu.LeftRotateString(str, 9);

    cout << str << endl;

    return 0;
}

相似题目

本题与LeetCode中的541. Reverse String II完全一致，另外上题中的所有题目均是本题的类型题。
参考代码见：
LeetCode 541 code

还可以在牛客网 剑指offer上完成对本题的练习。

面试题49： 把字符串转换成整数

题目： 写一个函数，实现字符串转换成整数的功能（atoi）。

题目分析

这道题目原理很简单，主要在于分析问题的全面性。

参考代码

#include
#include

using namespace std;

class Solution {
public:
    int StrToInt(string str) {
        int length = str.size();
        if (length <= 0)
            return 0;
        string::iterator iter = str.begin();

        bool isPositive = true;     //判断第一个符号
        if (*iter == '-'){
            isPositive = false;
            iter++;
        }
        else if (*iter == '+'){
            iter++;
        }

        int number = 0;
        while (iter != str.end()){
            if (*iter >= '0' && *iter <= '9'){
                number = number * 10 + *iter - '0';
                iter++;
            }
            else
                return 0;
        }

        if (isPositive)     //根据第一个判断的是否是符号位进行输出
            return number;
        else
            return 0 - number;
    }
};


int main()
{
    string s = "+";
    Solution solu;
    cout << solu.StrToInt(s) << endl;

    return 0;
}

相似题目

本题与LeetCode中的第8题完全一致8. String to Integer (atoi)，但是LeetCode中要求的更加全面。参考代码见：
LeetCode 8 code

还可以在牛客网 剑指offer上完成对本题的练习。

面试题55： 字符流中第一个不重复的字符

题目： 请实现一个函数用来找出字符流中第一个只出现一次的字符。例如，当从字符流中只读前两个字符“go”时，第一个只出现一次的字符为‘g’。当从该字符流中读出前6个字符“google”时，第一个只出现一次的字符是‘l’。

题目分析

字符只能一个一个的从字符流中读出来。可以定义一个数据容器来保存字符在字符流中的位置。当第一个字符第一次从流中读出来时，将字符流总的位置保存在数据容器中。当这个字符再次从中读出来，它就可以被忽略了。这是可以将数据容器中保存的值更新为一个特殊的值表示忽略（如-2）。

这里我们使用哈希表来实现。用字符的ASCII码作为哈希表的键值，而把字符对应的位置作为哈希表的值。

参考代码

class Solution
{
public:
    int index;
    int occurence[256];
    Solution() : index(0){  //利用构造函数初始化index和occurence
        for (int i = 0; i < 256; ++i)
            occurence[i] = -1;
    }
  //Insert one char from stringstream
    void Insert(char ch)
    {
        if (occurence[ch] == -1)    //如果之前没有出现过
             occurence[ch] = index;
        else if (occurence[ch] >= 0)    //出现过多次的设为-2
            occurence[ch] = -2;
        index++;    //变化index是为了确保哪个是第一个
    }
  //return the first appearence once char in current stringstream
    char FirstAppearingOnce()
    {
        char ch = '#';
        int minIndex = INT_MAX;
        for (int i = 0; i < 256; ++i){
            if (occurence[i] >= 0 && occurence[i] < minIndex){      //找到index最小的，即为第一个
                ch = (char)(i);
                minIndex = occurence[i];
            }
        }
        return ch;
    }
};

相似题目

本题与LeetCode中的387. First Unique Character in a String类似，参考代码见：
LeetCode 387 code

还可以在牛客网 剑指offer中完成对本题的练习。

【参考】

[1]《剑指offer》

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