Swift 算法实战之路：数组，字符串，集合，与字典
数组
数组是最基本的数据结构。Swift中改变了以前Objective-C时代NSMutableArray和NSArray分开的做法，统一到了Array唯一的数据结构。下面是最基本的一些实现。
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// 声明一个不可修改的数组
let nums = [1, 2, 3]
let nums = [Int](count: 5, repeatedValue: 0)
// 声明一个可以修改的数组
var
nums = [3, 1, 2]
// 增加一个元素
nums.append(4)
// 对原数组进行升序排序
nums.sortInPlace({$0 < $1})
// 将原数组除了最后一个以外的所有元素赋值给另一个数组
let anotherNums = Array(nums[0 ..< nums.count - 1])
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不要小看这些简单的操作：数组可以依靠它们实现更多的数据结构。Swift虽然不像Java中有现成的队列和栈，但我们完全可以用数组配合最简单的操作实现这些数据结构，下面就是用数组实现栈的示例代码。
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// 用数组实现栈
class Stack {
var
stack: [AnyObject]
init() {
stack = [AnyObject]()
}
func push(object: AnyObject) {
stack.append(object)
}
func pop() -> AnyObject? {
if
(!isEmpty()) {
return
stack.removeLast()
}
else
{
return
nil
}
}
func isEmpty() -> Bool {
return
stack.isEmpty
}
func peek() -> AnyObject? {
return
stack.last
}
}
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集合和字典
这两个数据结构经常使用的原因在于，查找数据的时间复杂度为O(1)。这两个在实战中经常与数组配合使用，请看下面这道题：
给一个整型数组和一个目标值，判断数组中是否有两个数字之和等于目标值
这道题是传说中经典的2Sum，我们已经有一个数组记为nums，也有一个目标值记为target，最后要返回一个Bool值。
最粗暴的方法就是每次选中一个数，然后遍历整个数组，判断是否有另一个数使两者之和为target。这种做法时间复杂度为O(n^2)。
采用集合可以优化时间复杂度。在遍历数组的过程中，用集合每次保存当前值。假如集合中已经有了目标值减去当前值，则证明在之前的遍历中一定有一个数与当前值之和等于目标值。这种做法时间复杂度为O(n)，代码如下。
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func twoSum(nums: [Int], _ target: Int) -> Bool {
var
set = Set
for
num
in
nums {
if
set.contains(target - num) {
return
true
}
set.insert(num)
}
return
false
}
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如果把题目稍微修改下，变为
给定一个整型数组中有且仅有两个数字之和等于目标值，求两个数字在数组中的序号
思路与上题基本类似，但是为了方便拿到序列号，我们采用字典，时间复杂度依然是O(n)。代码如下。
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func twoSum(nums: [Int], _ target: Int) -> [Int] {
var
res = [Int]()
var
dict = [Int: Int]()
for
i
in
0 ..< nums.count {
guard let lastIndex = dict[target - nums[i]]
else
{
dict[nums[i]] = i
continue
}
res.append(lastIndex)
res.append(i)
break
}
return
res
}
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字符串
字符串在算法实战中极其常见。首先还是列举一下字符串的通常用法。
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// 字符串和数字之间的转换
let str =
"3"
let num = Int(str)
let number = 3
let string = String(num)
// 字符串长度
let len = str.characters.count
// 访问字符串中的单个字符，时间复杂度为O(n)
let char = str[str.startIndex.advancedBy(n)]
// 修改字符串
str.removeAtIndex(n)
str.append(
"c"
)
str +=
"hello world"
// 检测字符串是否是由数字构成
func isStrNum(str: String) -> Bool {
return
Int(str) != nil
}
// 将字符串按字母排序(不考虑大小写)
func sortStr(str: String) -> String {
var
chars = [Character](str.characters)
chars.sortInPlace({$0 < $1})
return
String(chars)
}
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下面是本篇的精华所在，我们来一起看一道以前的Google面试题。
Given an input string, reverse the string word by word.
A word is defined as a sequence of non-space characters.
The input string does not contain leading or trailing spaces and the words are always separated by a single space.
For example,
Given s = "the sky is blue",
return "blue is sky the".
Could you do it in-place without allocating extra space?
这道题目一看好简单，不就是翻转字符串的翻版吗？这种方法有以下两个问题
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每个单词长度不一样
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空格需要特殊处理
这样一来代码写起来会很繁琐而且容易出错。不如我们先实现一个字符串翻转的方法。
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private func _swap(inout chars:[Character], _ p: Int, _ q: Int) {
let temp = chars[p]
chars[p] = chars[q]
chars[q] = temp
}
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有了这个方法，我们就可以实行下面两种字符串翻转：
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整个字符串翻转，"the sky is blue" -> "eulb si yks eht"
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每个单词作为一个字符串单独翻转，"eulb si yks eht" -> "blue is sky the"
整体思路有了，我们就可以解决这道问题了
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func reverseWords(s: String) -> String {
var
chars = [Character](s.characters)
_reverse(&chars, 0, chars.count - 1)
var
start = 0
for
i
in
0 ..< chars.count {
if
i == chars.count - 1 || chars[i + 1] ==
" "
{
_reverse(&chars, start, i)
start = i + 2
}
}
return
String(chars)
}
private func _reverse(inout chars: [Character], _ start: Int, _ end: Int) {
var
start = start
var
end = end
while
start < end {
_swap(&chars, start, end)
start += 1
end -= 1
}
}
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时间复杂度还是O(n)，整体思路和代码简单很多。
总结
Swift中数组、字符串、集合以及字典是最基本的数据结构，但是围绕这些数据结构的问题层出不穷。幸运的是解决方法也并不是千变万化、高深莫测，大家做好相应的积累即可。