反转字符串(双指针)

1.反转字符串(344-易)

题目描述: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。必须原地修改数组!即额外空间复杂度O(1)

示例

输入:["h","e","l","l","o"]
输出:["o","l","l","e","h"]

思路:双指针遍历字符数组,依次交换左右指针指向元素。

代码

public void reverseString(char[] s) {
    int l = 0, r = s.length - 1;
    while (l < r) {
        char tmp = s[l];
        s[l++] = s[r];
        s[r--] = tmp;
    }
}

2.反转字符串II(541-易)

题目描述:给定一个字符串 s 和一个整数 k,你需要对从字符串开头算起的每隔 2k 个字符的前 k 个字符进行反转。

  • 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。

示例

输入: s = "abcdefg", k = 2
输出: "bacdfeg"

思路:字符块为2k(遍历步长为2k);反转要求:我们要反转前k个,不足k全部反转,即我们需要确定反转区域的左右索引

注意:左边界为i,右边界为i + k - 1和ch.length - 1的最大值(满足前k个反转前k个,否则反转剩余的字符)

代码

public String reverseStr(String s, int k) {
    char[] cs = s.toCharArray();
    for (int i = 0; i < cs.length; i += 2 * k) {
        // 确定待反转区域的左右索引(l~r)
        int l = i, r = Math.min(i + k - 1, cs.length - 1);
        while (l < r) {
            char tmp = cs[l];
            cs[l++] = cs[r];
            cs[r--] = tmp;
        }
    }
    return String.valueOf(cs);
}

3.反转字符串中的单词(151-中)

题目描述:给定一个字符串,逐个翻转字符串中的每个单词。要求:使用额外空间复杂度O(1)实现。

  • 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。

示例

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

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。

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。

思路:双指针:字符串从后向前遍历(逆序遍历),记录每个单词的起始和结束位置,先拼接单词,再拼接结果。

注意:过滤空格,这里i>0,并且需要特判是否遍历完成!

代码

class Solution {
    public String reverseWords(String s) {
        char[] cs = s.toCharArray();
        StringBuilder ans = new StringBuilder();

        for (int i = cs.length - 1; i >= 0; i--) {
            StringBuilder word = new StringBuilder();
            // 1.过滤空格
            while (i > 0 && cs[i] == 32) {
                i--;
            }
            if (i == 0 && cs[i] == 32) break;
            // 2.每个单词的起止位置
            int end = i;
            while (i >= 0 && cs[i] != 32) {
                i--;
            }
            int start = i + 1;
            // 3.拼接单词
            while (start <= end) {
                word.append(cs[start++]);
            }
            word.append(" ");
            // 4.拼接结果
            ans.append(word);
        }
        return ans.toString().substring(0, ans.length() - 1);
    }
}

4.反转字符串中的单词III(557-易)

题目描述:给定一个字符串,你需要反转字符串中每个单词的字符顺序,同时仍保留空格和单词的初始顺序。单词由单个空格分隔。

示例

输入:"Let's take LeetCode contest"
输出:"s'teL ekat edoCteeL tsetnoc"

思路:使用栈比较简单,字符入栈,遇到空格,出栈进行拼接。最后不要忘记出栈最后一个单词(题目没有额外空格),直接看代码。

另外可以使用原地解,即使用双指针(推荐):

  • 基于交换reverse:当遇到空格或者结尾时,反转字符串(效率高)。
  • 基于拼接StringBuilder:找到起止索引,反向拼接。

代码

// 使用辅助栈
public String reverseWords(String s) {
    if (s == null || s.length() == 0) {
        return "";
    }
    Deque stack = new LinkedList<>();
    StringBuilder sb = new StringBuilder();
    for (char c: s.toCharArray()) {
        if (c != ' ') {
            stack.push(c);
        } else if (c == ' ') {
            while (!stack.isEmpty()) {
                sb.append(stack.pop());
            }
            sb.append(' ');
        }
    }
    while (!stack.isEmpty()) {
        sb.append(stack.pop());
    }
    return sb.toString();
}

// 双指针
public String reverseWords(String s) {
    char[] chs = s.toCharArray();
    int start = 0;
    for (int i = 0; i <= chs.length; i++) {
        if (i == chs.length || chs[i] == ' ') {
            reverse(chs, start, i - 1);
            start = i + 1;
        } 
    }
    return new String(chs);
}
public void reverse(char[] chs, int i, int j) {
    char tmp;
    while (i < j) {
        tmp = chs[i];
        chs[i++] = chs[j];
        chs[j--] = tmp;
    }
}

// 双指针(StringBuilder拼接)
public String reverseWords(String s) {
    char[] cs = s.toCharArray();
    StringBuilder ans = new StringBuilder();

    for (int i = 0; i < cs.length; i++) {
        int start = i;
        while (i < cs.length && cs[i] != 32) {
            i++;
        }
        int end = i - 1;

        while (start <= end) {
            ans.append(cs[end--]);
        }
        ans.append(' ');
    }
    return ans.toString().substring(0, ans.length() - 1);
}

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