代码随想录算法训练营第八天 | 344.反转字符串，541. 反转字符串II，剑指Offer 05.替换空格，151.翻转字符串里的单词，剑指Offer58-II.左旋转字符串
今日任务**
● 344.反转字符串
● 541. 反转字符串II
● 剑指Offer 05.替换空格
● 151.翻转字符串里的单词
● 剑指Offer58-II.左旋转字符串
详细布置
344.反转字符串
建议： 本题是字符串基础题目，就是考察 reverse 函数的实现，同时也明确一下 平时刷题什么时候用 库函数，什么时候 不用库函数
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题目:力扣344反转字符串
题解:代码随想录
例子: 字符串数组a [h,e,l,l,o] ,a[0] 和a[4]交换，a[1] 和a[3]交换，a[2] 和a[2]交换
思路：双指针法，字符串也是一种数组，所以元素在内存中是连续分布的
定义两个指针，一个从字符串前面，一个从字符串后面，两个指针同时向中间移动，并交换函数
Java代码实现：
class Solution {
public void reverseString(char[] s) {
int l = 0;
int r = s.length - 1;
while(l < r){ //写不写等于都成立，数组长度为奇数时，可以自己和自己交换
char temp = s[l];
s[l] = s[r];
s[r] = temp;
l++;
r--;
}
}
}
541. 反转字符串II
建议：本题又进阶了，自己先去独立做一做，然后在看题解，对代码技巧会有很深的体会。
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题目:力扣 541. 反转字符串II
题解:代码随想录
eg:
输入: s = “abcdefg”, k = 2
输出: “bacdfeg”
计数到4 时，翻转前两个，变成 bacd,efg
计数到8时，翻转前两个，变成bacd,feg
思路:
遍历字符串的过程中，只要让 i += (2 * k)，i 每次移动 2 * k 就可以了，然后判断是否需要有反转的区间,因为要找的也就是每2 * k 区间的起点
Java代码实现:
//解法2 题目概括：每隔2k个反转前k个，尾数不够k个时候全部反转
class Solution{
public String reverseStr(String s ,int k){
char[] ch = s.toCharArray();
for(int i = 0 ;i < ch.length ; i += 2 * k){
int start = i ;
int end = Math.min(ch.length - 1 ,start + k -1 )
//Math.min()函数用于返回函数中传递的最低值的数
while(start < end){
char temp = ch[start];
ch[start] = ch[end];
ch[end] = temp;
start++;
end--;
}
}
return new String(ch);
}
}
//解法3
class Solution {
public String reverseStr(String s, int k) {
char[] ch = s.toCharArray();
// 1. 每隔 2k 个字符的前 k 个字符进行反转
for (int i = 0; i< ch.length; i += 2 * k) {
//把剩余字符分为两种情况
// 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 <= ch.length) {
reverse(ch, i, i + k -1);
continue;
}
// 3. 剩余字符少于 k 个，则将剩余字符全部反转
reverse(ch, i, ch.length - 1);
}
return new String(ch);
}
// 定义翻转函数
public void reverse(char[] ch, int i, int j) {
for (; i < j; i++, j--) {
char temp = ch[i];
ch[i] = ch[j];
ch[j] = temp;
}
}
}
剑指Offer 05.替换空格
建议：对于线性数据结构，填充或者删除，后序处理会高效的多。好好体会一下。
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题目:剑指Offer 05.替换空格
题解:代码随想录
思路:首先扩充数组到每个空格替换成"%20"之后的大小，然后从后向前替换空格，也就是双指针法。
i指向新长度的末尾，j指向旧长度的末尾
数组填充类的问题，可以先预先给数组扩容带填充后的大小，然后在从后向前进行操作
Java代码实现：
class Solution {
public String replaceSpace(String s) {
// String s = "We are happy.";
char[] sarray = s.toCharArray();
int count = 0 ; //统计空格的个数
int sOldSize = sarray.length ;
for (int i = 0 ; i < sarray.length ; i++) {
if (sarray[i] == ' ') {
count++ ;
}
}
//扩充原数组的大小，也就是每个空格替换成“%20”之后的大小
int newSize = sarray.length + count * 2 ;
//×2的原因：
char[] newArray = new char[newSize];
System.arraycopy(sarray, 0, newArray, 0, sarray.length);
//从后向前将空格替换为“%20”
for(int i = newSize - 1 ,j = sOldSize -1 ; j < i ;i--,j--) {
if(sarray[j] != ' ') {
newArray[i] = newArray[j] ;
}else {
newArray[i] = '0';
newArray[i-1] = '2';
newArray[i-2] = '%';
i -= 2;
}
}
return new String(newArray);
}
}
151.翻转字符串里的单词
建议：这道题目基本把 刚刚做过的字符串操作 都覆盖了，不过就算知道解题思路，本题代码并不容易写，要多练一练。
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题目:151.翻转字符串里的单词
题解:代码随想录
思路:
不要使用辅助空间，空间复杂度要求为O(1)
- 移除多余空格
- 将整个字符串反转
- 将每个单词反转
举个例子，源字符串为："the sky is blue "
- 移除多余空格 : “the sky is blue”
- 字符串反转：“eulb si yks eht”
- 单词反转：“blue is sky the”
Java代码实现:
/**
* 不使用Java内置方法实现
*
* 1.去除首尾以及中间多余空格
* 2.反转整个字符串
* 3.反转各个单词
*/
public String reverseWords(String s) {
// System.out.println("ReverseWords.reverseWords2() called with: s = [" + s + "]");
// 1.去除首尾以及中间多余空格
StringBuilder sb = removeSpace(s);
// 2.反转整个字符串
reverseString(sb, 0, sb.length() - 1);
// 3.反转各个单词
reverseEachWord(sb);
return sb.toString();
}
private StringBuilder removeSpace(String s) {
// System.out.println("ReverseWords.removeSpace() called with: s = [" + s + "]");
int start = 0;
int end = s.length() - 1;
while (s.charAt(start) == ' ') start++;
while (s.charAt(end) == ' ') end--;
StringBuilder sb = new StringBuilder();
while (start <= end) {
char c = s.charAt(start);
if (c != ' ' || sb.charAt(sb.length() - 1) != ' ') {
sb.append(c);
}
start++;
}
// System.out.println("ReverseWords.removeSpace returned: sb = [" + sb + "]");
return sb;
}
/**
* 反转字符串指定区间[start, end]的字符
*/
public void reverseString(StringBuilder sb, int start, int end) {
// System.out.println("ReverseWords.reverseString() called with: sb = [" + sb + "], start = [" + start + "], end = [" + end + "]");
while (start < end) {
char temp = sb.charAt(start);
sb.setCharAt(start, sb.charAt(end));
sb.setCharAt(end, temp);
start++;
end--;
}
// System.out.println("ReverseWords.reverseString returned: sb = [" + sb + "]");
}
private void reverseEachWord(StringBuilder sb) {
int start = 0;
int end = 1;
int n = sb.length();
while (start < n) {
while (end < n && sb.charAt(end) != ' ') {
end++;
}
reverseString(sb, start, end - 1);
start = end + 1;
end = start + 1;
}
}
}
//解法二：创建新字符数组填充。时间复杂度O(n)
class Solution {
public String reverseWords(String s) {
//源字符数组
char[] initialArr = s.toCharArray();
//新字符数组
char[] newArr = new char[initialArr.length+1];//下面循环添加"单词 "，最终末尾的空格不会返回
int newArrPos = 0;
//i来进行整体对源字符数组从后往前遍历
int i = initialArr.length-1;
while(i>=0){
while(i>=0 && initialArr[i] == ' '){i--;} //跳过空格
//此时i位置是边界或!=空格，先记录当前索引，之后的while用来确定单词的首字母的位置
int right = i;
while(i>=0 && initialArr[i] != ' '){i--;}
//指定区间单词取出(由于i为首字母的前一位，所以这里+1,)，取出的每组末尾都带有一个空格
for (int j = i+1; j <= right; j++) {
newArr[newArrPos++] = initialArr[j];
if(j == right){
newArr[newArrPos++] = ' ';//空格
}
}
}
//若是原始字符串没有单词，直接返回空字符串；若是有单词，返回0-末尾空格索引前范围的字符数组(转成String返回)
if(newArrPos == 0){
return "";
}else{
return new String(newArr,0,newArrPos-1);
}
}
}
//解法三：双反转+移位，在原始数组上进行反转。空间复杂度O(1)
class Solution {
/**
* 思路：
* ①反转字符串 "the sky is blue " => " eulb si yks eht"
* ②遍历 " eulb si yks eht"，每次先对某个单词进行反转再移位
* 这里以第一个单词进行为演示：" eulb si yks eht" ==反转=> " blue si yks eht" ==移位=> "blue si yks eht"
*/
public String reverseWords(String s) {
//步骤1：字符串整体反转（此时其中的单词也都反转了）
char[] initialArr = s.toCharArray();
reverse(initialArr, 0, s.length() - 1);
int k = 0;
for (int i = 0; i < initialArr.length; i++) {
if (initialArr[i] == ' ') {
continue;
}
int tempCur = i;
while (i < initialArr.length && initialArr[i] != ' ') {
i++;
}
for (int j = tempCur; j < i; j++) {
if (j == tempCur) { //步骤二：二次反转
reverse(initialArr, tempCur, i - 1);//对指定范围字符串进行反转，不反转从后往前遍历一个个填充有问题
}
//步骤三：移动操作
initialArr[k++] = initialArr[j];
if (j == i - 1) { //遍历结束
//避免越界情况，例如=> "asdasd df f"，不加判断最后就会数组越界
if (k < initialArr.length) {
initialArr[k++] = ' ';
}
}
}
}
if (k == 0) {
return "";
} else {
//参数三：以防出现如"asdasd df f"=>"f df asdasd"正好凑满不需要省略空格情况
return new String(initialArr, 0, (k == initialArr.length) && (initialArr[k - 1] != ' ') ? k : k - 1);
}
}
public void reverse(char[] chars, int begin, int end) {
for (int i = begin, j = end; i < j; i++, j--) {
chars[i] ^= chars[j];
chars[j] ^= chars[i];
chars[i] ^= chars[j];
}
}
}
/*
* 解法四：时间复杂度 O(n)
* 参考卡哥 c++ 代码的三步骤：先移除多余空格，再将整个字符串反转，最后把单词逐个反转
* 有别于解法一 ：没有用 StringBuilder 实现，而是对 String 的 char[] 数组操作来实现以上三个步骤
*/
class Solution {
//用 char[] 来实现 String 的 removeExtraSpaces，reverse 操作
public String reverseWords(String s) {
char[] chars = s.toCharArray();
//1.去除首尾以及中间多余空格
chars = removeExtraSpaces(chars);
//2.整个字符串反转
reverse(chars, 0, chars.length - 1);
//3.单词反转
reverseEachWord(chars);
return new String(chars);
}
//1.用 快慢指针 去除首尾以及中间多余空格，可参考数组元素移除的题解
public char[] removeExtraSpaces(char[] chars) {
int slow = 0;
for (int fast = 0; fast < chars.length; fast++) {
//先用 fast 移除所有空格
if (chars[fast] != ' ') {
//在用 slow 加空格。 除第一个单词外，单词末尾要加空格
if (slow != 0)
chars[slow++] = ' ';
//fast 遇到空格或遍历到字符串末尾，就证明遍历完一个单词了
while (fast < chars.length && chars[fast] != ' ')
chars[slow++] = chars[fast++];
}
}
//相当于 c++ 里的 resize()
char[] newChars = new char[slow];
System.arraycopy(chars, 0, newChars, 0, slow);
return newChars;
}
//双指针实现指定范围内字符串反转，可参考字符串反转题解
public void reverse(char[] chars, int left, int right) {
if (right >= chars.length) {
System.out.println("set a wrong right");
return;
}
while (left < right) {
chars[left] ^= chars[right];
chars[right] ^= chars[left];
chars[left] ^= chars[right];
left++;
right--;
}
}
//3.单词反转
public void reverseEachWord(char[] chars) {
int start = 0;
//end <= s.length() 这里的 = ，是为了让 end 永远指向单词末尾后一个位置，这样 reverse 的实参更好设置
for (int end = 0; end <= chars.length; end++) {
// end 每次到单词末尾后的空格或串尾,开始反转单词
if (end == chars.length || chars[end] == ' ') {
reverse(chars, start, end - 1);
start = end + 1;
}
}
}
}
剑指Offer58-II.左旋转字符串
建议：题解中的解法如果没接触过的话，应该会想不到
题目链接/文章讲解
题目: 剑指Offer58-II.左旋转字符串 (programmercarl.com)
题解:代码随想录 (programmercarl.com)
思路:
不能申请额外空间，只能在本串上操作
具体步骤为：
- 反转区间为前n的子串
- 反转区间为n到末尾的子串
- 反转整个字符串
例子：
字符串abcdefg，n=2
反转区间为前n的子串 bacdefg
反转区间为n到末尾的子串 bagfedc
反转整个字符串 cdefgab
Java实现方式:
class Solution {
public String reverseLeftWords(String s, int n) {
int len=s.length();
StringBuilder sb=new StringBuilder(s);
reverseString(sb,0,n-1);
reverseString(sb,n,len-1);
return sb.reverse().toString();
}
public void reverseString(StringBuilder sb, int start, int end) {
while (start < end) {
char temp = sb.charAt(start);
sb.setCharAt(start, sb.charAt(end));
sb.setCharAt(end, temp);
start++;
end--;
}
}
}
//解法二：空间复杂度：O(1)。用原始数组来进行反转操作
//思路为：先整个字符串反转，再反转前面的，最后反转后面 n 个
class Solution {
public String reverseLeftWords(String s, int n) {
char[] chars = s.toCharArray();
reverse(chars, 0, chars.length - 1);
reverse(chars, 0, chars.length - 1 - n);
reverse(chars, chars.length - n, chars.length - 1);
return new String(chars);
}
public void reverse(char[] chars, int left, int right) {
while (left < right) {
chars[left] ^= chars[right];
chars[right] ^= chars[left];
chars[left] ^= chars[right];
left++;
right--;
}
}