代码随享录算法训练营第八天|344.反转字符串、541. 反转字符串II、剑指Offer 05.替换空格、151.翻转字符串里的单词、剑指Offer58-II.左旋转字符串

344.反转字符串

题目

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视频讲解（代码随想录）

编写一个函数，其作用是将输入的字符串反转过来。输入字符串以字符数组 char[] 的形式给出。

不要给另外的数组分配额外的空间，你必须原地修改输入数组、使用 O(1) 的额外空间解决这一问题。

你可以假设数组中的所有字符都是 ASCII 码表中的可打印字符。

示例 1：
输入：["h","e","l","l","o"]
输出：["o","l","l","e","h"]

示例 2：
输入：["H","a","n","n","a","h"]
输出：["h","a","n","n","a","H"]

思路

对于字符串，我们定义两个指针（也可以说是索引下标），一个从字符串前面，一个从字符串后面，两个指针同时向中间移动，并交换元素。

以字符串hello为例，过程如下：

   

 代码如下（JavaScript）

var reverseString = function(s) {
    const len=s.length
    for(let i=0,j=len-1;i<len/2;i++,j--){
       [s[i],s[j]]=[s[j],s[i]]
    }
};

541. 反转字符串II

题目

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视频讲解（代码随想录）

给定一个字符串 s 和一个整数 k，从字符串开头算起, 每计数至 2k 个字符，就反转这 2k 个字符中的前 k 个字符。

如果剩余字符少于 k 个，则将剩余字符全部反转。

如果剩余字符小于 2k 但大于或等于 k 个，则反转前 k 个字符，其余字符保持原样。

示例:

输入: s = "abcdefg", k = 2
输出: "bacdfeg"

思路

一些同学可能为了处理逻辑：每隔2k个字符的前k的字符，写了一堆逻辑代码或者再搞一个计数器，来统计2k，再统计前k个字符。

其实在遍历字符串的过程中，只要让 i += (2 * k)，i 每次移动 2 * k 就可以了，然后判断是否需要有反转的区间。

因为要找的也就是每2 * k 区间的起点，这样写，程序会高效很多。

所以当需要固定规律一段一段去处理字符串的时候，要想想在在for循环的表达式上做做文章。

代码如下（JavaScript）

var reverseStr = function (s, k) {
  const len = s.length
  let resArr = s.split("")
  for (let i = 0; i < len; i += 2 * k) { // 每隔 2k 个字符的前 k 个字符进行反转
    let l = i - 1; r = i + k > len ? len : i + k
    while (++l < --r) {
      [resArr[l], resArr[r]] = [resArr[r], resArr[l]]
    }
  }
  return resArr.join("")
};

剑指Offer 05.替换空格

题目

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请实现一个函数，把字符串 s 中的每个空格替换成"%20"。

示例 1： 输入：s = "We are happy."
输出："We%20are%20happy."

思路

如果想把这道题目做到极致，就不要只用额外的辅助空间了！

首先扩充数组到每个空格替换成"%20"之后的大小。

然后从后向前替换空格，也就是双指针法，过程如下：

i指向新长度的末尾，j指向旧长度的末尾。

有同学问了，为什么要从后向前填充，从前向后填充不行么？

从前向后填充就是O(n^2)的算法了，因为每次添加元素都要将添加元素之后的所有元素向后移动。

其实很多数组填充类的问题，都可以先预先给数组扩容带填充后的大小，然后在从后向前进行操作。

这么做有两个好处：

1. 不用申请新数组。
2. 从后向前填充元素，避免了从前向后填充元素时，每次添加元素都要将添加元素之后的所有元素向后移动的问题。

 代码如下（JavaScript）

var replaceSpace = function(s) {
   // 字符串转为数组
  const strArr = Array.from(s);
  let count = 0;

  // 计算空格数量
  for(let i = 0; i < strArr.length; i++) {
    if (strArr[i] === ' ') {
      count++;
    }
  }

  let left = strArr.length - 1;
  let right = strArr.length + count * 2 - 1;

  while(left >= 0) {
    if (strArr[left] === ' ') {
      strArr[right--] = '0';
      strArr[right--] = '2';
      strArr[right--] = '%';
      left--;
    } else {
      strArr[right--] = strArr[left--];
    }
  }

  // 数组转字符串
  return strArr.join('');
};

 151.翻转字符串里的单词

题目

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视频讲解（代码随想录）

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。

这里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。

代码如下（JavaScript）

var reverseWords = function(s) {
   // 字符串转数组
   const strArr = Array.from(s);
   // 移除多余空格
   removeExtraSpaces(strArr);
   // 翻转
   reverse(strArr, 0, strArr.length - 1);

   let start = 0;

   for(let i = 0; i <= strArr.length; i++) {
     if (strArr[i] === ' ' || i === strArr.length) {
       // 翻转单词
       reverse(strArr, start, i - 1);
       start = i + 1;
     }
   }

   return strArr.join('');
};

// 删除多余空格
function removeExtraSpaces(strArr) {
  let slowIndex = 0;
  let fastIndex = 0;

  while(fastIndex < strArr.length) {
    // 移除开始位置和重复的空格
    if (strArr[fastIndex] === ' ' && (fastIndex === 0 || strArr[fastIndex - 1] === ' ')) {
      fastIndex++;
    } else {
      strArr[slowIndex++] = strArr[fastIndex++];
    }
  }

  // 移除末尾空格
  strArr.length = strArr[slowIndex - 1] === ' ' ? slowIndex - 1 : slowIndex;
}

// 翻转从 start 到 end 的字符
function reverse(strArr, start, end) {
  let left = start;
  let right = end;

  while(left < right) {
    // 交换
    [strArr[left], strArr[right]] = [strArr[right], strArr[left]];
    left++;
    right--;
  }
}

剑指Offer58-II.左旋转字符串

题目

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字符串的左旋转操作是把字符串前面的若干个字符转移到字符串的尾部。请定义一个函数实现字符串左旋转操作的功能。比如，输入字符串"abcdefg"和数字2，该函数将返回左旋转两位得到的结果"cdefgab"。

示例 1：
输入: s = "abcdefg", k = 2
输出: "cdefgab"

示例 2：
输入: s = "lrloseumgh", k = 6
输出: "umghlrlose"

限制：
1 <= k < s.length <= 10000

思路

为了让本题更有意义，提升一下本题难度：不能申请额外空间，只能在本串上操作。

这道题目可以通过局部反转+整体反转 达到左旋转的目的。

具体步骤为：

1. 反转区间为前n的子串
2. 反转区间为n到末尾的子串
3. 反转整个字符串

最后就可以达到左旋n的目的，而不用定义新的字符串，完全在本串上操作。

例如 ：示例1中 输入：字符串abcdefg，n=2

如图：

最终得到左旋2个单元的字符串：cdefgab 

代码如下（JavaScript）

var reverseLeftWords = function (s, n) {
  const reverse = (str, left, right) => {
    let strArr = str.split("")
    for (; left < right; left++, right--) {
      [strArr[left], strArr[right]] = [strArr[right], strArr[left]]
    }
    return strArr.join("")
  }
  s = reverse(s, 0, n - 1)
  s = reverse(s, n, s.length - 1)
  return reverse(s, 0, s.length - 1)
};