代码随想录Day09|151.翻转字符串里的单词、KamaCoder55.右旋转字符串、28.实现 strStr()、459.重复的子字符串

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代码随想录开源LeetCode题单：代码随想录

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题目

LeetCode151

LeetCode151.翻转字符串里的单词

思路

不使用辅助空间，在原字符串上下进行操作，可以考虑将整个字符串都反转过来，然后再把单词反转。

首先，移除多余空格
字符串的前后可能都有若干个多余的空格，需要先单独处理字符串前后的空格，可以使用双指针和两个while循环。
处理字符串中间的空格，可以定义两个快慢指针，快指针用来遍历所有的元素，慢指针用来更新新的元素。

其次，将整个字符串反转
定义两个指针left和right，分别从表头表尾遍历，交换元素。

最后，将其中的单词再反转
通过一个while循环和start和end指针，找到一个个单词的区间，然后用第二步中定义的函数进行反转。

代码

class Solution {
    public String reverseWords(String s) {
        // System.out.println("ReverseWords.reverseWords2() called with: s = [" + s + "]");
        // 1.去除首尾以及中间多余空格
        StringBuilder sb = removeSpace(s);
        // 2.反转整个字符串
        reverseString(sb, 0, sb.length() - 1);
        // 3.反转各个单词
        reverseEachWord(sb);
        return sb.toString();
    }

    private StringBuilder removeSpace(String s) {
        // System.out.println("ReverseWords.removeSpace() called with: s = [" + s + "]");
        int start = 0;
        int end = s.length() - 1;
        while (s.charAt(start) == ' ') start++;
        while (s.charAt(end) == ' ') end--;
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        while (start <= end) {
            char c = s.charAt(start);
            if (c != ' ' || sb.charAt(sb.length() - 1) != ' ') {
                sb.append(c);
            }
            start++;
        }
        // System.out.println("ReverseWords.removeSpace returned: sb = [" + sb + "]");
        return sb;
    }

    /**
     * 反转字符串指定区间[start, end]的字符
     */
    public void reverseString(StringBuilder sb, int start, int end) {
        // System.out.println("ReverseWords.reverseString() called with: sb = [" + sb + "], start = [" + start + "], end = [" + end + "]");
        while (start < end) {
            char temp = sb.charAt(start);
            sb.setCharAt(start, sb.charAt(end));
            sb.setCharAt(end, temp);
            start++;
            end--;
        }
        // System.out.println("ReverseWords.reverseString returned: sb = [" + sb + "]");
    }

    private void reverseEachWord(StringBuilder sb) {
        int start = 0;
        int end = 1;
        int n = sb.length();
        while (start < n) {
            while (end < n && sb.charAt(end) != ' ') {
                end++;
            }
            reverseString(sb, start, end - 1);
            start = end + 1;
            end = start + 1;
        }
    }
}

KamaCoder55

LeetCodeKamaCoder55.右旋转字符串

代码随想录文章讲解

代码

import java.util.Scanner;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner in = new Scanner(System.in);
        int n = Integer.parseInt(in.nextLine());
        String s = in.nextLine();

        int len = s.length();  //获取字符串长度
        char[] chars = s.toCharArray();
        reverseString(chars, 0, len - 1);  //反转整个字符串
        reverseString(chars, 0, n - 1);  //反转前一段字符串，此时的字符串首尾尾是0,n - 1
        reverseString(chars, n, len - 1);  //反转后一段字符串，此时的字符串首尾尾是n,len - 1
        
        System.out.println(chars);

    }

    public static void reverseString(char[] ch, int start, int end) {
        //异或法反转字符串，参照题目 344.反转字符串的解释
        while (start < end) {
            ch[start] ^= ch[end];
            ch[end] ^= ch[start];
            ch[start] ^= ch[end];
            start++;
            end--;
        }
    }
}

LeetCode28

LeetCode28.实现 strStr()

本题采用KMP算法

KMP算法

KMP算法的核心内容是求模式串的最长相等的前后缀，即next数组，他表示的是下标i之前（包括i）的字符串中，有多大长度的相同前缀后缀。
字符串的前缀是指不包含最后一个字符的所有以第一个字符开头的连续子串；后缀是指不包含第一个字符的所有以最后一个字符结尾的连续子串。
前缀表可以告诉我们匹配失败之后跳到哪里重新匹配

对于next数组的求解：
对于长度为 m 的字符串 s，其前缀函数 π(i)(0≤i<m) 表示 s 的子串 s[0:i] 的最长的相等的真前缀与真后缀的长度。
如果不存在符合条件的前后缀，那么 π(i)=0。其中真前缀与真后缀的定义为不等于自身的的前缀与后缀。

构造next数组

• 初始化：
  定义两个指针i和j，j 指向前缀末尾位置，i 指向后缀末尾位置。然后还要对next数组进行初始化赋值，next[i] 表示 i（包括i）之前最长相等的前后缀长度（其实就是 j），所以初始化next[0] = j 。
• 处理前后缀不相同的情况：
  定义两个指针i和j，j 指向前缀末尾位置，i 指向后缀末尾位置。比较 s[i] 与 s[j]不相同，j 要向前回退。next[j]就是记录着j（包括j）之前的子串的相同前后缀的长度。那么就要找 j 前一个元素在next数组里的值（next[j]）， j = next[j-1] 直到 s[i] = s[j] 或者 j = 0
• 处理前后缀相同的情况
  s[i] = s[j] ， next[i] = j + 1

代码

class Solution {
    public void getNext(int[] next, String s){
        int j = -1;
        next[0] = j;
        for (int i = 1; i < s.length(); i++){
            while(j >= 0 && s.charAt(i) != s.charAt(j+1)){
                j=next[j];
            }

            if(s.charAt(i) == s.charAt(j+1)){
                j++;
            }
            next[i] = j;
        }
    }
    public int strStr(String haystack, String needle) {
        if(needle.length()==0){
            return 0;
        }

        int[] next = new int[needle.length()];
        getNext(next, needle);
        int j = -1;
        for(int i = 0; i < haystack.length(); i++){
            while(j>=0 && haystack.charAt(i) != needle.charAt(j+1)){
                j = next[j];
            }
            if(haystack.charAt(i) == needle.charAt(j+1)){
                j++;
            }
            if(j == needle.length()-1){
                return (i-needle.length()+1);
            }
        }

        return -1;
    }
}

LeetCode459

LeetCode459.重复的子字符串

思路

KMP算法

• 首先可以求得字符串 s 的最长相等前后缀；s 不包含它的那一小部分即为最小重复单元

• 直接对 s 求出 next 数组，则 next[len(s)-1] 即为最长相等前后缀的长度

• 如果 len(s) - next[len(s)-1] 能被 len(s) 整除，则说明 s 是被重复子串构成的

代码

class Solution {
    public boolean repeatedSubstringPattern(String s) {
        if (s.equals("")) return false;

        int len = s.length();
        // 原串加个空格(哨兵)，使下标从1开始，这样j从0开始，也不用初始化了
        s = " " + s;
        char[] chars = s.toCharArray();
        int[] next = new int[len + 1];

        // 构造 next 数组过程，j从0开始(空格)，i从2开始
        for (int i = 2, j = 0; i <= len; i++) {
            // 匹配不成功，j回到前一位置 next 数组所对应的值
            while (j > 0 && chars[i] != chars[j + 1]) j = next[j];
            // 匹配成功，j往后移
            if (chars[i] == chars[j + 1]) j++;
            // 更新 next 数组的值
            next[i] = j;
        }

        // 最后判断是否是重复的子字符串，这里 next[len] 即代表next数组末尾的值
        if (next[len] > 0 && len % (len - next[len]) == 0) {
            return true;
        }
        return false;
    }
}