【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.”。

•  时间复杂度为O()的解法

最直观的做法就是从头到尾扫描字符串，每次碰到空格字符的时候就进行替换。由于是把1个字符替换成3个字符，因此必须把空格后面的所有字符都要后移2个字节，否则就会有两个字符被覆盖了。

假设字符串的长度是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)个空格字符的字符串而言，总的时间效率是O()。

public class BlankReplace {

	public static String replaceBlank(String input){
		if(input == null){
			return null;
		}
		
		StringBuffer outputBuffer = new StringBuffer();
		for (int i = 0; i < input.length(); i++) {
			if(input.charAt(i) == ' '){				
				outputBuffer.append("%");
				outputBuffer.append("2");
				outputBuffer.append("0");
			}else{
				outputBuffer.append(String.valueOf(input.charAt(i)));
			}	
		}
		return new String(outputBuffer);
	}
	
	public static void main(String[] args) {
		String a = "We are happy.";
		System.out.println(replaceBlank(a));
	}
}

上面的思路是：从前往后扫描，下面我们改变下思路，从后往前扫描。

• 时间复杂度为O(n)的解法

 我们可以先遍历一次字符串，这样就能够统计出字符串中的空格总数，则就可以计算出替换之后的字符串的总长度。每替换一个空格，长度增加2，因此替换以后字符串的长度等于原来的长度加上2乘以空格数目。

我们从字符串的后面开始复制和替换，首先准备两个指针，P1和P2，P1指向原始字符串的末尾，而P2指向替换之后的字符串的末尾。

接下来我们向前移动指针P1，逐个把它指向的字符复制到P2指向的位置，直到碰到空格为止。碰到空格后，把P1向前移动1格，在P2之前插入字符串”%20“，由于”%20“的长度为3，同时也要把P2向前移动3格。后面每次遇到空格后都这样做，直到P1和P2指向同一个位置，表明所有的空格已经替换完毕。

这种从后外向前的替换过程，所有的字符串只复制（移动）一次，因此这个算法的时间效率是O(n)。代码如下：

public class replaceSpace {

	public static void replaceSpace(String str){
		if(str == null || str.length() <= 0){
			throw new IllegalArgumentException("输入的参数有问题");
		}
		
		// 字符串的初始长度
		int length = str.length();
		// 字符串替换后的长度
		int newLength = str.length() + getBlankNum(str) * 2;
		
		char[] tempArr = new char[newLength];
		// 将str复制到新的 tempArr 数组中
		System.arraycopy(str.toCharArray(), 0, tempArr, 0, str.toCharArray().length);
		int indexOfOriginal = length - 1;
		int indexOfNew = newLength - 1;
		System.out.println("未替换空格时的字符串:");
		printArray(str.toCharArray());
		
		while(indexOfOriginal >= 0 && indexOfOriginal != indexOfNew){
			if(tempArr[indexOfOriginal] == ' '){
				tempArr[indexOfNew--] = '0';
				tempArr[indexOfNew--] = '2';
				tempArr[indexOfNew--] = '%';
			}else{
				tempArr[indexOfNew--] = tempArr[indexOfOriginal];
			}
			indexOfOriginal--;  // 从后先前遍历
		}
		
		System.out.println("替换后的字符串为：");
		printArray(tempArr);
	}

	// 获取空格数
	private static int getBlankNum(String str) {
		int count = 0;   // 空格数 
		for (int i = 0; i < str.length(); i++) {
			// 获取str中下标为i的元素，判断它是否为空格
			String tempStr = String.valueOf(str.charAt(i));
			if(tempStr.equals(" ")){
				count++;
			}
		}
		return count;
	}
	
	// 打印char[]数组
	public static void printArray(char[] arr){
		for(char i : arr){
			System.out.print(i);
		}
		System.out.println();
	}
	
	// 测试
	public static void main(String[] args) {
		String str = "We are happy";
		replaceSpace(str);
	}
}

运行结果：