字符串:花式反转还不够!
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题目:151.翻转字符串里的单词
给定一个字符串,逐个翻转字符串中的每个单词。
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。
思路
「这道题目可以说是综合考察了字符串的多种操作。」
一些同学会使用split库函数,分隔单词,然后定义一个新的string字符串,最后再把单词倒序相加,那么这道题题目就是一道水题了,失去了它的意义。
所以这里我还是提高一下本题的难度:「不要使用辅助空间,空间复杂度要求为O(1)。」
不能使用辅助空间之后,那么只能在原字符串上下功夫了。
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叙了,那么再把单词反转一下,单词就正过来了。
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
如动画所示:
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实现原理题目:数组:就移除个元素很难么?,最优的算法来移除元素也要O(n)。
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。
如果对这个操作比较生疏了,可以再看一下这篇文章:数组:就移除个元素很难么?是如何移除元素的。
那么使用双指针来移除冗余空格代码如下:fastIndex走的快,slowIndex走的慢,最后slowIndex就标记着移除多余空格后新字符串的长度。
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测的程序耗时不是很准确。
此时我们已经实现了removeExtraSpaces函数来移除冗余空格。
还做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字符串:这道题目,使用库函数一行代码搞定和字符串:简单的反转还不够!里已经讲过了。
代码如下:
// 反转字符串s中左闭又闭的区间[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]);
}
}
本题C++整体代码
class Solution {
public:
// 反转字符串s中左闭又闭的区间[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]);
}
}
// 移除冗余空格:使用双指针(快慢指针法)O(n)的算法
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
}
}
string reverseWords(string s) {
removeExtraSpaces(s); // 去掉冗余空格
reverse(s, 0, s.size() - 1); // 将字符串全部反转
int start = 0; // 反转的单词在字符串里起始位置
int end = 0; // 反转的单词在字符串里终止位置
bool entry = false; // 标记枚举字符串的过程中是否已经进入了单词区间
for (int i = 0; i < s.size(); i++) { // 开始反转单词
if ((!entry) || (s[i] != ' ' && s[i - 1] == ' ')) {
start = i; // 确定单词起始位置
entry = true; // 进入单词区间
}
// 单词后面有空格的情况,空格就是分词符
if (entry && s[i] == ' ' && s[i - 1] != ' ') {
end = i - 1; // 确定单词终止位置
entry = false; // 结束单词区间
reverse(s, start, end);
}
// 最后一个结尾单词之后没有空格的情况
if (entry && (i == (s.size() - 1)) && s[i] != ' ' ) {
end = i;// 确定单词终止位置
entry = false; // 结束单词区间
reverse(s, start, end);
}
}
return s;
}
};
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我是程序员Carl,哈工大师兄,先后在腾讯和百度从事技术研发多年,利用工作之余重刷leetcode。
我的B站(里面有我讲解的算法视频以及编程相关知识):https://space.bilibili.com/525438321
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