与字符串有关的算法题

1、使用函数库中自带的replace函数和insert函数，但会超过其时间限制

2、使用双指针，先扩充数组，预留出需要新增的位置，之后从后往前扩充，直到两指针相遇。

class Solution {
public:
    string replaceSpace(string s) {
        //首先判断需要扩充多大位置
        int count = 0;
        for(int i = 0; i < s.size(); i++){
            if(s[i] == ' '){
                count += 2;
            }
        }
        int left = s.size() - 1; //设置左指针
        //扩充
        s.resize(s.size() + count);
        int right = s.size() - 1; //设置右指针
        while(left < right){
            if(s[left] != ' '){
                s[right--] = s[left--];
            }
            else{
                s[right--] = '0';
                s[right--] = '2';
                s[right--] = '%';
                if(left != right){
                    left --;
                }
            }
        }
        return s;
    }
};

1、如果直接使用c++的库函数，会导致空间复杂度较高，同时可能会存在缓存栈溢出的情况

2、使用split函数分隔字符串，再将单词倒序相加，但是不是考察重点

3、整体思路：（1）去除多余的空格；（2）将字符串整体翻转；（3）将单词再反转。

去除多余空格：使用双指针，将多余的空格移到队尾，再resize()，做到空间复杂度为O(1)，时间复杂度为O(n)。

class Solution {
public:
    void reverseString(string& s, int left, int right) {
        while(left < right){
            // char ch = s[left];
            // s[left] = s[right];
            // s[right] = ch;
            swap(s[left++], s[right--]);
        }
    }
    string reverseWords(string s) {
        //去除多余空格
        int slow = 0, fast = 0;
        while(fast < s.size()){
            while(s[fast] != ' ' && fast < s.size()){ //注意边界条件！！
                s[slow++] = s[fast++]; 
            }
            if(slow > 0 && s[slow - 1] != ' '){
                s[slow++] = ' ';
            }
            fast++;
        }
        s.resize(slow-1); //注意溢出

        //翻转字符串
        reverseString(s, 0, s.size()-1);

        //翻转单词
        for(int i = 0; i < s.size(); i++){
            int k = 0;
            if(s[i] != ' '){
                k = i;
                while(s[k] != ' ' && k  
3. 左旋转字符串 
3.1 思路 
1、若不考虑空间复杂度，咋只需要使用一个额外空间存储需要旋转的字符串，其余字符串前移，向后插入需要旋转的字符串。
 
2、考虑O(1)的时间复杂度，题目思路和上题类似，先做两次局部翻转，再做一次整体翻转，就可以完成左旋转字符串。
 
3.2 代码 
class Solution {
public:
    void reverseString(string& s, int left, int right){
        while(left < right){
            swap(s[left++], s[right--]);
        }
    }
    string reverseLeftWords(string s, int n) {
        //要实现O(1)的空间复杂度
        //两次局部翻转+一次整体翻转
        reverseString(s, 0, n-1);
        reverseString(s, n, s.size()-1);
        reverseString(s, 0, s.size()-1);
        return s;
    }
};
 
4. 实现strStr() 
4.1 思路 
1、使用两层循环暴力解法
 
2、使用KMP算法，思路放在代码里。KMP非常复杂
 
4.2 代码 
class Solution {
public:
    void getNext(int* next, string s){
        //next[k]数组中的每一个元素表示的是：在字串s[0, k]的最长相等前后缀长度
        int j = 0; //为了便于理解，j表示前缀子串长度
        next[0] = j;
        for(int i = 1; i < s.size(); i++){ //i表示后缀的比较点，j表示前缀的比较点
            while(j > 0 && s[i] != s[j]){ //前缀和后缀不同，j = 0时就需要重头开始
                j = next[j - 1]; //找到j之前的字串的最长相等前后缀长度，然后重新比
            }
            if(s[i] == s[j]){
                j++; //前缀和后缀相同，继续往后比
            }
            next[i] = j; //记录i处的最长相等前后缀长度
        }
    }
    int strStr(string haystack, string needle) {
        if(needle.size() == 0){
            return 0;
        }
        int next[needle.size()];
        getNext(next, needle);
        int j = 0;
        for(int i = 0; i < haystack.size(); i++){
            while(j > 0 && haystack[i] != needle[j]){
                j = next[j - 1];
            }
            if(haystack[i] == needle[j]){
                j++;
            }
            if(j == needle.size()){
                return (i - needle.size() + 1);
            }
        }
        return -1;
    }
};
 
5. 重复的子字符串 
5.1 思路 
1、使用KMP算法，因为next[i]表示的是子串s[0, i]中的最长相等前后缀，如图所示：如果子串重复，那么s.len % ( s.len - next(s.len - 1)) == 0;
 
 
5.2 代码 
class Solution {
public:
    void getNext(int* next, string s){
        int j = 0;
        next[0] = j;
        for(int i = 1; i < s.size(); i++){
            while(j > 0 && s[j] != s[i]){
                j = next[j - 1];
            }
            if(s[j] == s[i]){
                j++;
            }
            next[i] = j;
        }
    }
    bool repeatedSubstringPattern(string s) {
        int len = s.size();
        int next[len];
        getNext(next, s);
        if(len % (len - (next[len - 1])) || (next[len - 1]) == 0 ){
            return false;
        }
        return true;
    }
};