代码随想录阅读笔记-字符串【翻转字符串中单词】
题目
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。
大家第一反应会使用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,但是这样的空间复杂度还是没有达到最优,所以如果不要使用辅助空间,空间复杂度要求为O(1),有没有什么解决办法呢?
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,一些人会上来写如下代码:
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,从后向前遍历(方便找到删除位置的索引),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。代码如下:
//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
}
}
有的人可能发现用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,这部分和之前的移除元素的逻辑是一样一样的,本题是移除空格,而 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。
}
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反转字符串1和2里已经讲过了。需要注意的是最后一定需要resize一下,不然对之后的处理都会产生比较大的影响。
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]);
}
}
整体代码如下:
class Solution {
public:
void reverse(string& s, int start, int end){ //翻转,区间写法:左闭右闭 []
for (int i = start, j = end; i < j; i++, j--) {
swap(s[i], s[j]);
}
}
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。
}
string reverseWords(string s) {
removeExtraSpaces(s); //去除多余空格,保证单词之间之只有一个空格,且字符串首尾没空格。
reverse(s, 0, s.size() - 1);
int start = 0; //removeExtraSpaces后保证第一个单词的开始下标一定是0。
for (int i = 0; i <= s.size(); ++i) {
if (i == s.size() || s[i] == ' ') { //到达空格或者串尾,说明一个单词结束。进行翻转。
reverse(s, start, i - 1); //翻转,注意是左闭右闭 []的翻转。
start = i + 1; //更新下一个单词的开始下标start
}
}
return s;
}
};
- 时间复杂度: O(n)
- 空间复杂度: O(1) 或 O(n),取决于语言中字符串是否可变