《剑指offer》（面试题4）：替换空格

题目描述

请实现一个函数，将一个字符串中的空格替换成“%20”。例如，当字符串为We Are Happy.则经过替换之后的字符串为We%20Are%20Happy。

看到这个题目，我们首先应该想到的是原来一个空格字符，替换之后变成'%'，'2'和'0'这 3 个字符，因此字符串会变长。如果是在原来的字符串上做替换，那么就有可能覆盖修改在该字符串后面的内存。如果是创建新的字符串并在新的字符串上做替换，那么我们可以自己分配足够多的内存。由于有两种不同的解决方案，我们应该向面试官问清楚，让他明确告诉我们他的需求。假设面试官让我们在原来的字符串上做替换，并且保证输入的字符串后面有足够多的空余内存。

解题思路

时间复杂度为O(n^2)的解法

最直观的做法是从头到尾扫描字符串，每一个碰到空格字符的时候做替换。由于是把1个字符替换成3个字符，我们必须要把空格后面所有的字符都后移两个字节，否则就有两个字符被覆盖。

假设字符串的长度是n。对每个空格字符，需要移动后面O(n)个字符，因此对含有O(n)个空格字符的字符串而言总的时间效率是O(n^2)。

考查对内存覆盖是否有高度的警惕。在分析得知字符串会变长之后，我们能够意识到潜在的问题，并主动和面试官沟通以寻找问题的解决方案。

时间复杂度为O(n)的解法

先遍历一遍字符串，统计处空格的总数，由此计算出替换之后的字符串的总长度。然后用两个指针从字符串的后面开始复制和替换。P1指向原始字符串的末尾，而P2指向替换之后的字符串的末尾，然后向前移动P1，逐个把它指向的字符复制到P2指向的位置，直到碰到第一个空格位置。碰到第一个空格之后，把P1向前移动一格，P2之前插入字符串“%20”，同时把P2向前移动三格。具体如图所示：

由于所有的字符都只复制一次，因此时间效率为O(n)。

python 代码实现

# -*- coding:utf-8 -*-
class Solution:
    # s 源字符串
    def replaceSpace(self, s):
        # write code here
        res = ''
        for ele in s:
            if ele.strip():
                res += ele
            else:
                res += '%20'
        return res

调用 replace

# -*- coding:utf-8 -*-
class Solution:
    # s 源字符串
    def replaceSpace(self, s):
        # write code here
        return s.replace(" ", "%20")