剑指offer面试题（5）——替换空格

题目：请实现一个函数，把字符串中的每个空格替换成“%20”。例如输入“We are happy.”，则输出“We%20are%20happy.”。

解题思路

最直观的的做法是从头到尾扫描字符串，每次碰到空格字符的时候进行替换。由于把1个字符换成3个字符，所以必须把空格后面的字符都后移两个单位。例如字符串“We are happy.”，移动过程可由如下示意图表示：

上述解题步骤实现主要代码如下：

#include<iostream>
#include<string>
#include"stdlib.h"
using namespace std;

int main()
{
	string str = "We are happy.";
	int len = str.size();
	cout << "原始字符串：" << str << endl;
	for (int i = 0; i < len; ++i)
	{
		if (str[i] == 0x20)//0x20为空格的ANSI码值
		{
			len += 2;
			str.resize(len);//每查找到一个空格，字符串长度增加2
			for (int j = len - 2; j > i; --j)
			{
				str[j + 2] = str[j];
			}
			str.replace(i,3,"%20");
		}
	}
	cout << "替换空格后的字符串："<< str << endl;
	system("pause");
	return 0;
}

假设字符串的长度为n。对每个空格字符，需要移动后面O(n)个字符，因此对于含有O(n)个空格的字符串，时间复杂度为O(n^2)，在面试中使用上述的解题步骤，是不能满足面试官要求的。

上述解题步骤时间主要浪费在空格后面字符串的拷贝上。因为每找到一个空格，需要拷贝后面O(n)个字符。所以可从这个角度着手改进。

我们可以从后往前拷贝，这样就可以减少拷贝的次数，每个字符至多移动一次就可以完成。思想是：

      1、先扫描一次字符串，统计出空格的个数。然后在尾部分配足够的空间；
      2、设两个指针oriIndex和newIndex，oriIndex指向原始字符串，newIndex指向重新分配内存后的字符串；
      3、从后往前拷贝，如果str[oriIndex]为空格，则在newIndex及其前面两个字符位置处填充”%20”；
      4、否则将oriIndex指向的字符复制到newIndex指向的位置。

上述解题步骤实现主要代码如下：

#include<iostream>
#include<string>
#include"stdlib.h"
using namespace std;
string ReplaceSpace(string str, int length)
{
	//输入非法检查
	if (str.empty() && length <= 0)
		return str;
	int oriIndex = length;
	int newIndex = 0;
	int num = 0;
	
	for (int i = 0; i < length; ++i)
	{
		if (str[i] == 0x20)//0x20为空格的ANSI码值
			++num;
	}
	length += num * 2;//每查找到一个空格，字符串长度增加2
	str.resize(length);
	newIndex = length;

	while(oriIndex >= 0 && newIndex > oriIndex)
	{
		if (str[oriIndex] == 0x20)//0x20为空格的ANSI码值
		{
			//str[newIndex--] = '0';
			//str[newIndex--] = '2';
			//str[newIndex--] = '%';
			newIndex -= 3;
			str.replace(newIndex+1, 3, "%20");
		}
		else
		{
			str[newIndex--] = str[oriIndex];
		}
		--oriIndex;
	}
	return str;
}
int main()
{
	string str = "We are happy.";
	int len = str.size();
	
	cout << "原始字符串：" << str << endl;
	string str2 = ReplaceSpace(str,len);
	cout << "替换空格后的字符串：" << str2 << endl;
	system("pause");
	return 0;
}

假设字符串的长度为n。每个字符至多移动一次就可以完成，因此对于含有O(n)个空格的字符串，时间复杂度为O(n)，优于前一种解题方法。

测试用例1

// 空格在句子中间
void Test1()
{
	string str = "Weare happy.";
	int len = str.size();

	cout << "原始字符串：" << str << endl;
	string str2 = ReplaceSpace(str, len);
	cout << "替换空格后的字符串：" << str2 << endl;
}

测试用例2

// 空格在句子开头
void Test2()
{
	string str = " Wearehappy.";
	int len = str.size();

	cout << "原始字符串：" << str << endl;
	string str2 = ReplaceSpace(str, len);
	cout << "替换空格后的字符串：" << str2 << endl;
}

测试用例3

// 空格在句子末尾
void Test3()
{
	string str = "Wearehappy. ";
	int len = str.size();

	cout << "原始字符串：" << str << endl;
	string str2 = ReplaceSpace(str, len);
	cout << "替换空格后的字符串：" << str2 << endl;
}

测试用例4

// 连续有两个空格
void Test4()
{
	string str = "Weare  happy.";
	int len = str.size();

	cout << "原始字符串：" << str << endl;
	string str2 = ReplaceSpace(str, len);
	cout << "替换空格后的字符串：" << str2 << endl;
}

测试用例5

// 传入内容为空的字符串
void Test5()
{
	string str = "";
	int len = str.size();

	cout << "原始字符串：" << str << endl;
	string str2 = ReplaceSpace(str, len);
	cout << "替换空格后的字符串：" << str2 << endl;
}

测试用例6

//传入内容为一个空格的字符串
void Test6()
{
	string str = " ";
	int len = str.size();

	cout << "原始字符串：" << str << endl;
	string str2 = ReplaceSpace(str, len);
	cout << "替换空格后的字符串：" << str2 << endl;
}

测试用例7

// 传入的字符串没有空格
void Test7()
{
	string str = "Wearehappy.";
	int len = str.size();

	cout << "原始字符串：" << str << endl;
	string str2 = ReplaceSpace(str, len);
	cout << "替换空格后的字符串：" << str2 << endl;
}

测试用例8

// 传入的字符串全是空格
void Test8()
{
	string str = "    ";
	int len = str.size();

	cout << "原始字符串：" << str << endl;
	string str2 = ReplaceSpace(str, len);
	cout << "替换空格后的字符串：" << str2 << endl;
}

剑指offer面试题（5）——替换空格

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