给你一个字符串 s ,请你反转字符串中 单词 的顺序。
单词 是由非空格字符组成的字符串。s 中使用至少一个空格将字符串中的 单词 分隔开。
返回 单词 顺序颠倒且 单词 之间用单个空格连接的结果字符串。
注意:输入字符串 s中可能会存在前导空格、尾随空格或者单词间的多个空格。返回的结果字符串中,单词间应当仅用单个空格分隔,且不包含任何额外的空格。
示例 1:
输入:s = “the sky is blue”
输出:“blue is sky the”
示例 2:
输入:s = " hello world "
输出:“world hello”
解释:反转后的字符串中不能存在前导空格和尾随空格。
示例 3:
输入:s = “a good example”
输出:“example good a”
解释:如果两个单词间有多余的空格,反转后的字符串需要将单词间的空格减少到仅有一个。
提示:
进阶:如果字符串在你使用的编程语言中是一种可变数据类型,请尝试使用 O(1) 额外空间复杂度的 原地 解法。
想一下,我们将整个字符串都反转过来,那么单词的顺序指定是倒序了,只不过单词本身也倒序了,那么再把单词反转一下,单词不就正过来了。
所以解题思路如下:
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”
这样我们就完成了翻转字符串里的单词。
思路很明确了,我们说一说代码的实现细节,就拿移除多余空格来说,一些同学会上来写如下代码:
void removeExtraSpaces(string& s) {
for (int i = s.size() - 1; i > 0; i--) {
if (s[i] == s[i - 1] && s[i] == ' ') {
s.erase(s.begin() + i);
}
}
// 删除字符串最后面的空格
if (s.size() > 0 && s[s.size() - 1] == ' ') {
s.erase(s.begin() + s.size() - 1);
}
// 删除字符串最前面的空格
if (s.size() > 0 && s[0] == ' ') {
s.erase(s.begin());
}
}
逻辑很简单,从前向后遍历,遇到空格了就erase。
如果不仔细琢磨一下erase的时间复杂度,还以为以上的代码是O(n)的时间复杂度呢。
想一下真正的时间复杂度是多少,一个erase本来就是O(n)的操作。
erase操作上面还套了一个for循环,那么以上代码移除冗余空格的代码时间复杂度为O(n^2)。
那么使用双指针法来去移除空格,最后resize(重新设置)一下字符串的大小,就可以做到O(n)的时间复杂度。
//版本一
void removeExtraSpaces(string& s) {
int slowIndex = 0, fastIndex = 0; // 定义快指针,慢指针
// 去掉字符串前面的空格
while (s.size() > 0 && fastIndex < s.size() && s[fastIndex] == ' ') {
fastIndex++;
}
for (; fastIndex < s.size(); fastIndex++) {
// 去掉字符串中间部分的冗余空格
if (fastIndex - 1 > 0
&& s[fastIndex - 1] == s[fastIndex]
&& s[fastIndex] == ' ') {
continue;
} else {
s[slowIndex++] = s[fastIndex];
}
}
if (slowIndex - 1 > 0 && s[slowIndex - 1] == ' ') { // 去掉字符串末尾的空格
s.resize(slowIndex - 1);
} else {
s.resize(slowIndex); // 重新设置字符串大小
}
}
有的同学可能发现用erase来移除空格,在leetcode上性能也还行。主要是以下几点;:
leetcode上的测试集里,字符串的长度不够长,如果足够长,性能差距会非常明显。
leetcode的测程序耗时不是很准确的。
版本一的代码是一般的思考过程,就是 先移除字符串前的空格,再移除中间的,再移除后面部分。
不过其实还可以优化,这部分和27.移除元素 的逻辑是一样一样的,本题是移除空格,而 27.移除元素 就是移除元素。
所以代码可以写的很精简,大家可以看 如下 代码 removeExtraSpaces 函数的实现:
// 版本二
void removeExtraSpaces(string& s) {//去除所有空格并在相邻单词之间添加空格, 快慢指针。
int slow = 0; //整体思想参考https://programmercarl.com/0027.移除元素.html
for (int i = 0; i < s.size(); ++i) { //
if (s[i] != ' ') { //遇到非空格就处理,即删除所有空格。
if (slow != 0) s[slow++] = ' '; //手动控制空格,给单词之间添加空格。slow != 0说明不是第一个单词,需要在单词前添加空格。
while (i < s.size() && s[i] != ' ') { //补上该单词,遇到空格说明单词结束。
s[slow++] = s[i++];
}
}
}
s.resize(slow); //slow的大小即为去除多余空格后的大小。
}
此时我们已经实现了removeExtraSpaces函数来移除冗余空格。
还要实现反转字符串的功能,支持反转字符串子区间,这个实现我们分别在344.反转字符串 和541.反转字符串II 里已经讲过了。
代码如下:
// 反转字符串s中左闭右闭的区间[start, end]
void reverse(string& s, int start, int end) {
for (int i = start, j = end; i < j; i++, j--) {
swap(s[i], s[j]);
}
}
整个函数流程如下:
首先反转整个字符串:这样做是为了让单词的顺序颠倒,但此时单词本身也被反转了。
然后移除多余空格:通过快慢指针技巧,快指针用于找到单词的起始和终止位置,慢指针用于构建一个没有多余空格的新字符串。
最后再次反转每个单词:由于第一步中单词被反转过来,为了恢复单词原来的顺序,需要再次反转每个单词。
调整字符串尺寸并返回结果:最终的字符串是没有多余空格的,并且单词顺序与原字符串相反。
这个函数没有使用额外的存储空间(原地操作),并且通过两次遍历(每次O(n)时间复杂度)完成了题目要求的操作。
class Solution {
public:
// reverseWords函数接收一个字符串s,返回单词顺序颠倒的字符串。
string reverseWords(string s) {
// 首先反转整个字符串。
reverse(s.begin(), s.end());
int slow = 0; // 定义一个慢指针,用于重构字符串。
// 使用快指针遍历字符串每个字符。
for (int fast = 0; fast < s.size(); fast++) {
if (s[fast] != ' ') { // 如果当前字符不是空格,表示单词的开始。
if (slow != 0) // 如果不是第一个单词,在单词前添加空格。
s[slow++] = ' ';
// 将整个单词复制到慢指针指向的位置。
while (fast < s.size() && s[fast] != ' ')
s[slow++] = s[fast++];
}
}
// 调整字符串s的大小,去掉末尾多余的空格。
s.resize(slow);
int start = 0; // 单词的起始位置。
// 再次遍历字符串,这次是为了反转每个单词。
for (int i = 0; i <= s.size(); i++) {
if (i == s.size() || s[i] == ' ') { // 如果当前字符是字符串尾部或空格,表示单词的结束。
// 反转从start到当前位置i的单词。
reverse(s.begin() + start, s.begin() + i);
start = i + 1; // 更新下一个单词的起始位置。
}
}
// 返回处理后的字符串。
return s;
}
};
函数流程如下:
首先反转整个字符串:这样单词的顺序被颠倒,但这些单词本身也被反转了,且可能有多余空格。
移除前导空格和多余空格:快指针 fast 用于跳过前导空格和连续的空格,而慢指针 slow 用于构建没有多余空格的新字符串。
移除尾部多余的空格:通过检查 slow 指针的前一个位置是否为空格来调整字符串大小。
反转每个单词:最后再次遍历字符串,当遇到空格或字符串结尾时,反转单词。
返回最终字符串:最终的字符串没有多余的空格,并且单词顺序与输入字符串相反。
这个函数实现了题目要求的功能,使用了原地操作(没有使用额外的存储空间),然后完成单词的反转,并且在单词之间只保留一个空格。
class Solution {
public:
// reverseWords函数接收一个字符串s并返回单词顺序反转后的字符串
string reverseWords(string s) {
// 首先反转整个字符串。
reverse(s.begin(), s.end());
int fast = 0, slow = 0; // 定义快慢指针。
// 移动快指针跳过前导空格。
while (fast < s.size() && s[fast] == ' ') fast++;
// 遍历字符串,快指针用于跳过连续的空格。
for (; fast < s.size(); fast++) {
if (fast - 1 >= 0 && s[fast] == s[fast - 1] && s[fast] == ' ')
continue; // 如果当前字符是空格且与前一个字符相同,则跳过。
else
s[slow++] = s[fast]; // 否则,将快指针指向的字符复制到慢指针位置,并移动慢指针。
}
// 移除尾部多余的空格。如果慢指针的前一个字符是空格,则调整大小为slow-1,否则为slow。
if (slow - 1 >= 0 && s[slow - 1] == ' ')
s.resize(slow - 1);
else
s.resize(slow);
// 初始化单词的起始位置。
int start = 0;
// 再次遍历字符串,反转每个单词。
for (int i = 0; i <= s.size(); i++) {
// 如果当前位置是字符串的尾部或者遇到空格,表示一个单词的结束。
if (i == s.size() || s[i] == ' ') {
// 反转从start到当前位置i的单词。
reverse(s.begin() + start, s.begin() + i);
start = i + 1; // 更新下一个单词的起始位置。
}
}
// 返回处理后的字符串。
return s;
}
};