代码随想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

一、344.反转字符串

题目：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：之前做过类似的翻转，这种简单的，基本不太能用reverse

尽量自己写

#双指针法

a^=b等价于a=a^b，表示将a和b换算为二进制形式后按位进行异或运算，即遇相同位取0不同位取1。

//第一种方法：表示将a和b换算为二进制形式后按位进行异或运算
class Solution {public void reverseString(char[] s) {int l = 0;int r = s.length - 1;while (l < r) {s[l] ^= s[r];  //构造 a ^ b 的结果，并放在 a 中s[r] ^= s[l];  //将 a ^ b 这一结果再 ^ b ，存入b中，此时 b = a, a = a ^ bs[l] ^= s[r];  //a ^ b 的结果再 ^ a ，存入 a 中，此时 b = a, a = b 完成交换l++;r--;}}
}// 第二种方法用temp来交换数值更多人容易理解些
class Solution {public void reverseString(char[] s) {int l = 0;int r = s.length - 1;while(l < r){//临时储存char temp = s[l];s[l] = s[r];s[r] = temp;l++;r--;}}
}

二、541. 反转字符串II

题目：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 2*k 个字符，就反转这 2*k 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"

编程语言中，如果涉及区间，一般默认左闭右开：比如reverse（）

toCharArray()方法，就是将字符串对象中的字符转换为一个字符数组：
toCharArray是将String对象的每一个下标位的对象保存在char[]中，比如：String s = "www.123.com"; char[] ch = s.toCharArray(), 这个ch保存的信息就是['w','w','w','.',1','2','3','.'c','o','m']。

//代码主要看解法二，一对StringBuffer还不是很熟练，先掌握2

//解法一
class Solution {public String reverseStr(String s, int k) {StringBuffer res = new StringBuffer();int length = s.length();int start = 0;while (start < length) {// 找到k处和2k处StringBuffer temp = new StringBuffer();// 与length进行判断，如果大于length了，那就将其置为lengthint firstK = (start + k > length) ? length : start + k;int secondK = (start + (2 * k) > length) ? length : start + (2 * k);//无论start所处位置，至少会反转一次temp.append(s.substring(start, firstK));res.append(temp.reverse());// 如果firstK到secondK之间有元素，这些元素直接放入res里即可。if (firstK < secondK) { //此时剩余长度一定大于k。res.append(s.substring(firstK, secondK));}start += (2 * k);}return res.toString();}
}//解法二（似乎更容易理解点）
//题目的意思其实概括为 每隔2k个反转前k个，尾数不够k个时候全部反转
class Solution {public String reverseStr(String s, int k) {char[] ch = s.toCharArray();for(int i = 0; i < ch.length; i += 2 * k){int start = i;//这里是判断尾数够不够k个来取决end指针的位置int end = Math.min(ch.length - 1, start + k - 1);//用异或运算反转 while(start < end){ch[start] ^= ch[end];ch[end] ^= ch[start];ch[start] ^= ch[end];start++;end--;}}return new String(ch);}
}// 解法二还可以用temp来交换数值，会的人更多些
class Solution {public String reverseStr(String s, int k) {char[] ch = s.toCharArray();for(int i = 0;i < ch.length;i += 2 * k){int start = i;// 判断尾数够不够k个来取决end指针的位置int end = Math.min(ch.length - 1,start + k - 1);while(start < end){char temp = ch[start];ch[start] = ch[end];ch[end] = temp;start++;end--;}}return new String(ch);}
}

三、剑指Offer 05.替换空格

题目：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."

//方法一很好理解

//方式一
//使用一个新的对象，复制 str，复制的过程对其判断，是空格则替换，否则直接复制，类似于数组复制
public static String replaceSpace(String s) {if (s == null) {return null;}//选用 StringBuilder 单线程使用，比较快，选不选都行StringBuilder sb = new StringBuilder();//使用 sb 逐个复制 s ，碰到空格则替换，否则直接复制for (int i = 0; i < s.length(); i++) {//s.charAt(i) 为 char 类型，为了比较需要将其转为和 " " 相同的字符串类型//if (" ".equals(String.valueOf(s.charAt(i)))){}//注意数据类型：使用''//chatAt()if (s.charAt(i) == ' ') {sb.append("%20");} else {sb.append(s.charAt(i));}}//StringBuilder转换String:toString()return sb.toString();}//方式二：双指针法
public String replaceSpace(String s) {if(s == null || s.length() == 0){return s;}//扩充空间，空格数量2倍StringBuilder str = new StringBuilder();for (int i = 0; i < s.length(); i++) {if(s.charAt(i) == ' '){str.append("  ");}}//若是没有空格直接返回if(str.length() == 0){return s;}//有空格情况 定义两个指针int left = s.length() - 1;//左指针：指向原始字符串最后一个位置s += str.toString();int right = s.length()-1;//右指针：指向扩展字符串的最后一个位置char[] chars = s.toCharArray();while(left>=0){if(chars[left] == ' '){chars[right--] = '0';chars[right--] = '2';chars[right] = '%';}else{chars[right] = chars[left];}left--;right--;}return new String(chars);
}

四、151.翻转字符串里的单词

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

代码：

解法一：
class Solution {/*** 不使用Java内置方法实现* <p>* 1.去除首尾以及中间多余空格* 2.反转整个字符串* 3.反转各个单词*/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*//*/*setCharAt:这是StringBuffer类里面的一个方法:主要是用来替换的。方法里面有两个参数 setCharAt(int index,Char ch),第一个参数是取代的位置 索引从0开始 第二个参数是你要替换为的字符串；eg:StringBuffer pas=new StringBuffer("LOVE ");pas.setCharAt(0, 'u');System.out.println(pas);其输出结果就为 uOVE;*/*/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;}}
}

//解法二：创建新字符数组填充。时间复杂度O(n)
class Solution {public String reverseWords(String s) {//源字符数组char[] initialArr = s.toCharArray();//新字符数组char[] newArr = new char[initialArr.length+1];//下面循环添加"单词 "，最终末尾的空格不会返回int newArrPos = 0;//i来进行整体对源字符数组从后往前遍历int i = initialArr.length-1;while(i>=0){while(i>=0 && initialArr[i] == ' '){i--;}  //跳过空格//此时i位置是边界或!=空格，先记录当前索引，之后的while用来确定单词的首字母的位置int right = i;while(i>=0 && initialArr[i] != ' '){i--;} //指定区间单词取出(由于i为首字母的前一位，所以这里+1,)，取出的每组末尾都带有一个空格for (int j = i+1; j <= right; j++) {newArr[newArrPos++] = initialArr[j];if(j == right){newArr[newArrPos++] = ' ';//空格}}}//若是原始字符串没有单词，直接返回空字符串；若是有单词，返回0-末尾空格索引前范围的字符数组(转成String返回)if(newArrPos == 0){return "";}else{return new String(newArr,0,newArrPos-1);}}
}

//解法三：双反转+移位，在原始数组上进行反转。空间复杂度O(1)
class Solution {/*** 思路：*    ①反转字符串  "the sky is blue " => " eulb si yks eht"*   ②遍历 " eulb si yks eht"，每次先对某个单词进行反转再移位*       这里以第一个单词进行为演示：" eulb si yks eht" ==反转=> " blue si yks eht" ==移位=> "blue si yks eht"*/public String reverseWords(String s) {//步骤1：字符串整体反转（此时其中的单词也都反转了）char[] initialArr = s.toCharArray();reverse(initialArr, 0, s.length() - 1);int k = 0;for (int i = 0; i < initialArr.length; i++) {if (initialArr[i] == ' ') {continue;}int tempCur = i;while (i < initialArr.length && initialArr[i] != ' ') {i++;}for (int j = tempCur; j < i; j++) {if (j == tempCur) { //步骤二：二次反转reverse(initialArr, tempCur, i - 1);//对指定范围字符串进行反转，不反转从后往前遍历一个个填充有问题}//步骤三：移动操作initialArr[k++] = initialArr[j];if (j == i - 1) { //遍历结束//避免越界情况，例如=> "asdasd df f"，不加判断最后就会数组越界if (k < initialArr.length) {initialArr[k++] = ' ';}}}}if (k == 0) {return "";} else {//参数三：以防出现如"asdasd df f"=>"f df asdasd"正好凑满不需要省略空格情况return new String(initialArr, 0, (k == initialArr.length) && (initialArr[k - 1] != ' ') ? k : k - 1);}}public void reverse(char[] chars, int begin, int end) {for (int i = begin, j = end; i < j; i++, j--) {chars[i] ^= chars[j];chars[j] ^= chars[i];chars[i] ^= chars[j];}}
}

/** 解法四：时间复杂度 O(n)* 参考卡哥 c++ 代码的三步骤：先移除多余空格，再将整个字符串反转，最后把单词逐个反转* 有别于解法一 ：没有用 StringBuilder  实现，而是对 String 的 char[] 数组操作来实现以上三个步骤*/
class Solution {//用 char[] 来实现 String 的 removeExtraSpaces，reverse 操作public String reverseWords(String s) {char[] chars = s.toCharArray();//1.去除首尾以及中间多余空格chars = removeExtraSpaces(chars);//2.整个字符串反转reverse(chars, 0, chars.length - 1);//3.单词反转reverseEachWord(chars);return new String(chars);}//1.用 快慢指针 去除首尾以及中间多余空格，可参考数组元素移除的题解public char[] removeExtraSpaces(char[] chars) {int slow = 0;for (int fast = 0; fast < chars.length; fast++) {//先用 fast 移除所有空格if (chars[fast] != ' ') {//在用 slow 加空格。 除第一个单词外，单词末尾要加空格if (slow != 0)chars[slow++] = ' ';//fast 遇到空格或遍历到字符串末尾，就证明遍历完一个单词了while (fast < chars.length && chars[fast] != ' ')chars[slow++] = chars[fast++];}}//相当于 c++ 里的 resize()char[] newChars = new char[slow];System.arraycopy(chars, 0, newChars, 0, slow); return newChars;}//双指针实现指定范围内字符串反转，可参考字符串反转题解public void reverse(char[] chars, int left, int right) {if (right >= chars.length) {System.out.println("set a wrong right");return;}while (left < right) {chars[left] ^= chars[right];chars[right] ^= chars[left];chars[left] ^= chars[right];left++;right--;}}//3.单词反转public void reverseEachWord(char[] chars) {int start = 0;//end <= s.length() 这里的 = ，是为了让 end 永远指向单词末尾后一个位置，这样 reverse 的实参更好设置for (int end = 0; end <= chars.length; end++) {// end 每次到单词末尾后的空格或串尾,开始反转单词if (end == chars.length || chars[end] == ' ') {reverse(chars, start, end - 1);start = end + 1;}}}
}

五、剑指Offer58-II.左旋转字符串

题目：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

class Solution {public String reverseLeftWords(String s, int n) {int len=s.length();StringBuilder sb=new StringBuilder(s);reverseString(sb,0,n-1);reverseString(sb,n,len-1);return sb.reverse().toString();}public void reverseString(StringBuilder sb, int start, int end) {while (start < end) {char temp = sb.charAt(start);sb.setCharAt(start, sb.charAt(end));sb.setCharAt(end, temp);start++;end--;}}
}

//解法二：空间复杂度：O(1)。用原始数组来进行反转操作
//思路为：先整个字符串反转，再反转前面的，最后反转后面 n 个
class Solution {public String reverseLeftWords(String s, int n) {char[] chars = s.toCharArray();reverse(chars, 0, chars.length - 1);reverse(chars, 0, chars.length - 1 - n);reverse(chars, chars.length - n, chars.length - 1);return new String(chars);}public void reverse(char[] chars, int left, int right) {while (left < right) {chars[left] ^= chars[right];chars[right] ^= chars[left];chars[left] ^= chars[right];left++;right--;}}

六、附加

StringBuffer和StringBuilder：StringBuffer与stringBuilder_Stuxinyan的博客-CSDN博客_stringbuilder和stringbuffer