Leetcode 151. 反转字符串中的单词

方法一：双指针

思路和算法
我们也可以不使用语言中的 API，而是自己编写对应的函数。在不同语言中，这些函数实现是不一样的，主要的差别是有些语言的字符串不可变（如 Java 和 Python)，有些语言的字符串可变（如 C++)。

对于字符串不可变的语言，首先得把字符串转化成其他可变的数据结构，同时还需要在转化的过程中去除空格。

对于字符串可变的语言，就不需要再额外开辟空间了，直接在字符串上原地实现。在这种情况下，反转字符和去除空格可以一起完成。

代码如下：

class Solution {
public:
	// 版本一：覆盖法消除空格
    void eraseSpaces(string &s) {
        int n = s.size();
        int slowIndex = 0;
        int fastIndex = 0;

        // 去除前导空格
        while (fastIndex < n and s[fastIndex] == ' ') {
            fastIndex ++;
        }
        
        // 去除单词间的多个空格
        for (; fastIndex < n; fastIndex ++) {
            if (fastIndex > 1                       // 此时快指针指向一个字母，大于1是因为s中至少存在一个单词
                    and s[fastIndex] == ' ' 
                    and s[fastIndex] == s[fastIndex - 1]) {
                        continue;
                    }
            s[slowIndex++] = s[fastIndex];
        }

        // 去除尾随空格
        if (slowIndex > 1 and s[slowIndex - 1] == ' ') {
            s.resize(slowIndex - 1);
        } else {
            s.resize(slowIndex);
        }
    }

    string reverseWords(string s) {
        eraseSpaces(s);                 // 去除多余的空格
        reverse(s.begin(), s.end());    // 反转整个字符串
        // [start, end)前闭后开区间
        int start = 0;              // 反转字符串中单词的开头位置
        int end = 0;                // 反转字符串中单词的结束位置
        bool entry = false;      // 标记枚举反转字符串的过程中是否进入单词区间
        int n = s.size();
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            // 确定单词的开头位置
            if ((!entry) or (s[i - 1] == ' ' and s[i] != ' ')) {
                start = i;
                entry = true;
            }
            
            // 确定单词的结束位置
            if (entry and s[i] == ' ' and s[i - 1] != ' ') {
                end = i;
                entry = false;
                reverse(s.begin() + start, s.begin() + end);
            }

            // 最后一个结尾单词之后后
            if (entry and (i == n -1) and s[i] != ' ') {
                entry = false;
                reverse(s.begin() + start, s.end());
            }
        }  

        return s;
    }
// 当然这里的主函数reverseWords写的有一些冗余的，可以精简一些，精简之后的主函数为：
    /* 主函数简单写法
    string reverseWords(string s) {
        eraseSpaces(s);
        reverse(s.begin(), s.end());
        for(int i = 0; i < s.size(); i++) {
            int j = i;
            // 查找单词间的空格，翻转单词
            while(j < s.size() && s[j] != ' ') j++;
            reverse(s.begin() + i, s.begin() + j);
            i = j;
        }
        return s;
    }
    */
};

或者，通过增加一个字符串s2的空间，也可实现去除空格的函数，如下所示：

// 版本二
void eraseSpaces(string &s) {
        int left = 0;
        int right = s.size() - 1;
        // 去掉字符串开头的空白字符
        while (left <= right && s[left] == ' ') {
            ++left;
        }

        // 去掉字符串末尾的空白字符
        while (left <= right && s[right] == ' ') {
            --right;
        }

        // 将字符串间多余的空白字符去除
        string s2 = "";
        while (left <= right) {
            char c = s[left];
            if (c != ' ') {
                s2 += c;
            } else if (s2[(int)s2.size() - 1] != ' ') {
                s2 += c;
            }	
            left ++;
        }
        s = s2;
 }

去除空格的函数可以进一步简化，如下所示：

// 版本三
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 fast = 0; fast < s.size(); ++fast) { //
        if (s[fast] != ' ') { //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 (fast < s.size() && s[fast] != ' ') { //补上该单词，遇到空格说明单词结束。
                s[slow++] = s[fast++];
            }
        }
    }
    s.resize(slow); //slow的大小即为去除多余空格后的大小。
}

方法二：双端队列

思路和算法
由于双端队列支持从队列头部插入的方法，因此我们可以沿着字符串一个一个单词处理，然后将单词压入队列的头部，再将队列转成字符串即可。

class Solution {
public:
    string reverseWords(string s) {
        int left = 0, right = s.size() - 1;
        // 去掉字符串开头的空白字符
        while (left <= right && s[left] == ' ') ++left;

        // 去掉字符串末尾的空白字符
        while (left <= right && s[right] == ' ') --right;

        deque<string> d;
        string word;

        while (left <= right) {
            char c = s[left];
            if (word.size() && c == ' ') {
                // 将单词 push 到队列的头部
                d.push_front(move(word));
                word = "";
            }
            else if (c != ' ') {
                word += c;
            }
            ++left;
        }
        // 最后一个单词后的空格已被去掉，所以需要手动添加
        d.push_front(move(word));
        
        string ans;		// 默认为""
        while (!d.empty()) {
            ans += d.front();
            d.pop_front();
            if (!d.empty()) ans += ' ';
        }
        return ans;
    }
};

参考资料
https://leetcode.cn/problems/reverse-words-in-a-string/solution/fan-zhuan-zi-fu-chuan-li-de-dan-ci-by-leetcode-sol/
https://leetcode.cn/problems/reverse-words-in-a-string/solution/dai-ma-sui-xiang-lu-dai-ni-gao-ding-zi-f-hg23/