【LeetCode】剑指 Offer 58. 反转字符串 p284 -- Java Version

1. 题目介绍（58. 反转字符串）

面试题58：翻转字符串， 一共分为两小题：

• 题目一：翻转单词顺序
• 题目二：左旋转字符串

2. 题目1：翻转单词顺序

题目链接：https://leetcode.cn/problems/fan-zhuan-dan-ci-shun-xu-lcof/

2.1 题目介绍

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"。

【测试用例】：
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。

【条件约束】：

说明：

• 无空格字符构成一个单词。
• 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。
• 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。

【跟踪】：

注意：本题与主站 151. 反转字符串中的单词 题目相同。

2.2 题解 – 3种

【解题思路】：
1. 两次翻转字符串：主要分为两步：时间复杂度O(n)，空间复杂度O(n)

• 第一步 翻转句子中所有的字符，比如翻转 "I am a student." 中所有的字符得到 “.tneduts a ma I”，此时不但翻转了单词的顺序，连单词内的字符顺序也被翻转了；
• 第二步 再翻转每个单词中字符串的顺序，就得到了题目的要求的输出。

……
2. 分隔 + 倒序：主要也分为两步：时间复杂度O(n)，空间复杂度O(n)

• 第一步 删除首尾空格，以空格分割字符串，得到的分隔字符串存入字符串数组 strs，如 字符串为 "I am a student." ，最后分隔后的字符串数组将得到 [[“I”]，["am"], ["a"], ["student."]]；
• 第二步 将得到的字符串数组倒序遍历单词列表，将单词拼接至 StringBuilder，最后返回

……
3. 双指针：主要分为三步：时间复杂度O(n)，空间复杂度O(n)

• 倒序遍历字符串 s ，记录单词左右索引边界 i , j ；
• 每确定一个单词的边界，则将其添加至单词列表 res；
• 最终，将单词列表拼接为字符串，并返回即可。
  ……

class Solution {
    // Solution1：两次反转
    // 第一次：反转整个句子
    // 第二次：反转句子中的每个单词
    public String reverseWords(String s) {
        // 无效输入判断
        int n = s.length();
        if (n <= 1) return s.trim();

        // 定义一个字符串变量，用来存储反转后的字符串
        // 1. 反转整个句子
        String reverseStr = new StringBuilder(s).reverse().toString();
        // 2. 分隔句子，反转每个单词
        String[] spaceStrs = reverseStr.trim().split("[\s]+");
        for (int i = 0; i < spaceStrs.length; i++) {
            spaceStrs[i] = new StringBuilder(spaceStrs[i]).reverse().toString();
        }
        // 拼接字符串
        return String.join(" ", spaceStrs);
    }
} 

分隔 + 倒序（内有库函数，面试时不建议使用）

class Solution {
    // Solution2：分割 + 倒序
    public String reverseWords(String s) {
        String[] strs = s.trim().split(" "); // 删除首尾空格，分割字符串
        StringBuilder res = new StringBuilder();
        for(int i = strs.length - 1; i >= 0; i--) { // 倒序遍历单词列表
            if(strs[i].equals("")) continue; // 遇到空单词则跳过
            res.append(strs[i] + " "); // 将单词拼接至 StringBuilder
        }
        return res.toString().trim(); // 转化为字符串，删除尾部空格，并返回
    }
}

双指针：

class Solution {
    // Solution3：双指针
    public String reverseWords(String s) {
        s = s.trim(); // 删除首尾空格
        int j = s.length() - 1, i = j;
        StringBuilder res = new StringBuilder();
        while(i >= 0) {
            while(i >= 0 && s.charAt(i) != ' ') i--; // 搜索首个空格
            res.append(s.substring(i + 1, j + 1) + " "); // 添加单词
            while(i >= 0 && s.charAt(i) == ' ') i--; // 跳过单词间空格
            j = i; // j 指向下个单词的尾字符
        }
        return res.toString().trim(); // 转化为字符串并返回
    }
}

3. 题目2：左旋转字符串

题目链接：https://leetcode.cn/problems/zuo-xuan-zhuan-zi-fu-chuan-lcof/

3.1 题目介绍

字符串的左旋转操作是把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两位得到的结果 "cdefgab"。

【测试用例】：
示例 1：

输入: s = “abcdefg”, k = 2
输出: “cdefgab”

示例 2：

输入: s = “lrloseumgh”, k = 6
输出: “umghlrlose”

【条件约束】：

限制：

• 1 <= k < s.length <= 10000

3.2 题解

时间复杂度O(n)，空间复杂度O(1)

【解题思路】：
1. 字符串截取（substring） + 拼接：主要分为两步：

• 第一步，根据 入参 n 来截取前段和后段字符串；
• 第二步，把前段字符串 拼接到 后段字符串之后。

……

2. 三次翻转：主要分为三步，代码略

• 第一步，以 n 为界限，将字符串分为两部分；
• 第二步，分别翻转这两部分，以 “abcdefg” 为例，可以得到 "bagfedc"；
  第三步，翻转整个字符串，我们就可以得到把原始字符串左旋两位的结果。

class Solution {
    // Solution1：字符串截取 + 拼接
    public String reverseLeftWords(String s, int n) {
        // 无效输入判断
        if (s.length() <= 1) return s;
        // 截取后段字符串，从第n位截取到末尾
        String backStr = s.substring(n);
        // 截取前段字符串
        String headStr = s.substring(0,n);
        // 拼接字符串
        return backStr.concat(headStr);
    }
}

4. 参考资料

[1] 面试题58 - I. 翻转单词顺序（双指针 / 库函数，清晰图解）
[2] 面试题58 - II. 左旋转字符串（切片 / 列表 / 字符串，清晰图解）