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20 KiB
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<p align="center">
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<a href="https://programmercarl.com/other/kstar.html" target="_blank">
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<img src="https://code-thinking-1253855093.file.myqcloud.com/pics/20210924105952.png" width="1000"/>
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</a>
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<p align="center"><strong><a href="https://mp.weixin.qq.com/s/tqCxrMEU-ajQumL1i8im9A">参与本项目</a>，贡献其他语言版本的代码，拥抱开源，让更多学习算法的小伙伴们收益！</strong></p>
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> 综合考察字符串操作的好题。
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# 151.翻转字符串里的单词
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[力扣题目链接](https://leetcode-cn.com/problems/reverse-words-in-a-string/)
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给定一个字符串，逐个翻转字符串中的每个单词。
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示例 1：
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输入: "the sky is blue"
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输出: "blue is sky the"
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示例 2：
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输入: " hello world! "
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输出: "world! hello"
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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。
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示例 3：
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输入: "a good example"
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输出: "example good a"
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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。
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# 思路
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**这道题目可以说是综合考察了字符串的多种操作。**
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一些同学会使用split库函数，分隔单词，然后定义一个新的string字符串，最后再把单词倒序相加，那么这道题题目就是一道水题了，失去了它的意义。
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所以这里我还是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$O(1)$。**
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不能使用辅助空间之后，那么只能在原字符串上下功夫了。
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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叙了，那么再把单词反转一下，单词不就正过来了。
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所以解题思路如下：
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* 移除多余空格
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* 将整个字符串反转
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* 将每个单词反转
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举个例子，源字符串为："the sky is blue "
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* 移除多余空格 : "the sky is blue"
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* 字符串反转："eulb si yks eht"
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* 单词反转："blue is sky the"
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这样我们就完成了翻转字符串里的单词。
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思路很明确了，我们说一说代码的实现细节，就拿移除多余空格来说，一些同学会上来写如下代码：
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```CPP
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void removeExtraSpaces(string& s) {
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for (int i = s.size() - 1; i > 0; i--) {
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if (s[i] == s[i - 1] && s[i] == ' ') {
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s.erase(s.begin() + i);
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}
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||
}
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// 删除字符串最后面的空格
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if (s.size() > 0 && s[s.size() - 1] == ' ') {
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s.erase(s.begin() + s.size() - 1);
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||
}
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// 删除字符串最前面的空格
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if (s.size() > 0 && s[0] == ' ') {
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s.erase(s.begin());
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}
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}
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```
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逻辑很简单，从前向后遍历，遇到空格了就erase。
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如果不仔细琢磨一下erase的时间复杂读，还以为以上的代码是$O(n)$的时间复杂度呢。
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想一下真正的时间复杂度是多少，一个erase本来就是$O(n)$的操作，erase实现原理题目：[数组：就移除个元素很难么？](https://programmercarl.com/0027.移除元素.html)，最优的算法来移除元素也要$O(n)$。
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erase操作上面还套了一个for循环，那么以上代码移除冗余空格的代码时间复杂度为$O(n^2)$。
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那么使用双指针法来去移除空格，最后resize（重新设置）一下字符串的大小，就可以做到$O(n)$的时间复杂度。
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如果对这个操作比较生疏了，可以再看一下这篇文章：[数组：就移除个元素很难么？](https://programmercarl.com/0027.移除元素.html)是如何移除元素的。
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那么使用双指针来移除冗余空格代码如下： fastIndex走的快，slowIndex走的慢，最后slowIndex就标记着移除多余空格后新字符串的长度。
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```CPP
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void removeExtraSpaces(string& s) {
|
||
int slowIndex = 0, fastIndex = 0; // 定义快指针，慢指针
|
||
// 去掉字符串前面的空格
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||
while (s.size() > 0 && fastIndex < s.size() && s[fastIndex] == ' ') {
|
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fastIndex++;
|
||
}
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||
for (; fastIndex < s.size(); fastIndex++) {
|
||
// 去掉字符串中间部分的冗余空格
|
||
if (fastIndex - 1 > 0
|
||
&& s[fastIndex - 1] == s[fastIndex]
|
||
&& s[fastIndex] == ' ') {
|
||
continue;
|
||
} else {
|
||
s[slowIndex++] = s[fastIndex];
|
||
}
|
||
}
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||
if (slowIndex - 1 > 0 && s[slowIndex - 1] == ' ') { // 去掉字符串末尾的空格
|
||
s.resize(slowIndex - 1);
|
||
} else {
|
||
s.resize(slowIndex); // 重新设置字符串大小
|
||
}
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||
}
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```
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有的同学可能发现用erase来移除空格，在leetcode上性能也还行。主要是以下几点；：
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1. leetcode上的测试集里，字符串的长度不够长，如果足够长，性能差距会非常明显。
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2. leetcode的测程序耗时不是很准确的。
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此时我们已经实现了removeExtraSpaces函数来移除冗余空格。
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还做实现反转字符串的功能，支持反转字符串子区间，这个实现我们分别在[344.反转字符串](https://programmercarl.com/0344.反转字符串.html)和[541.反转字符串II](https://programmercarl.com/0541.反转字符串II.html)里已经讲过了。
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代码如下：
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```
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// 反转字符串s中左闭又闭的区间[start, end]
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||
void reverse(string& s, int start, int end) {
|
||
for (int i = start, j = end; i < j; i++, j--) {
|
||
swap(s[i], s[j]);
|
||
}
|
||
}
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```
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||
本题C++整体代码
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||
```CPP
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// 版本一
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||
class Solution {
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||
public:
|
||
// 反转字符串s中左闭又闭的区间[start, end]
|
||
void reverse(string& s, int start, int end) {
|
||
for (int i = start, j = end; i < j; i++, j--) {
|
||
swap(s[i], s[j]);
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
// 移除冗余空格：使用双指针（快慢指针法）O(n)的算法
|
||
void removeExtraSpaces(string& s) {
|
||
int slowIndex = 0, fastIndex = 0; // 定义快指针，慢指针
|
||
// 去掉字符串前面的空格
|
||
while (s.size() > 0 && fastIndex < s.size() && s[fastIndex] == ' ') {
|
||
fastIndex++;
|
||
}
|
||
for (; fastIndex < s.size(); fastIndex++) {
|
||
// 去掉字符串中间部分的冗余空格
|
||
if (fastIndex - 1 > 0
|
||
&& s[fastIndex - 1] == s[fastIndex]
|
||
&& s[fastIndex] == ' ') {
|
||
continue;
|
||
} else {
|
||
s[slowIndex++] = s[fastIndex];
|
||
}
|
||
}
|
||
if (slowIndex - 1 > 0 && s[slowIndex - 1] == ' ') { // 去掉字符串末尾的空格
|
||
s.resize(slowIndex - 1);
|
||
} else {
|
||
s.resize(slowIndex); // 重新设置字符串大小
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
string reverseWords(string s) {
|
||
removeExtraSpaces(s); // 去掉冗余空格
|
||
reverse(s, 0, s.size() - 1); // 将字符串全部反转
|
||
int start = 0; // 反转的单词在字符串里起始位置
|
||
int end = 0; // 反转的单词在字符串里终止位置
|
||
bool entry = false; // 标记枚举字符串的过程中是否已经进入了单词区间
|
||
for (int i = 0; i < s.size(); i++) { // 开始反转单词
|
||
if (!entry) {
|
||
start = i; // 确定单词起始位置
|
||
entry = true; // 进入单词区间
|
||
}
|
||
// 单词后面有空格的情况，空格就是分词符
|
||
if (entry && s[i] == ' ' && s[i - 1] != ' ') {
|
||
end = i - 1; // 确定单词终止位置
|
||
entry = false; // 结束单词区间
|
||
reverse(s, start, end);
|
||
}
|
||
// 最后一个结尾单词之后没有空格的情况
|
||
if (entry && (i == (s.size() - 1)) && s[i] != ' ' ) {
|
||
end = i;// 确定单词终止位置
|
||
entry = false; // 结束单词区间
|
||
reverse(s, start, end);
|
||
}
|
||
}
|
||
return s;
|
||
}
|
||
|
||
// 当然这里的主函数reverseWords写的有一些冗余的，可以精简一些，精简之后的主函数为：
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||
/* 主函数简单写法
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||
string reverseWords(string s) {
|
||
removeExtraSpaces(s);
|
||
reverse(s, 0, s.size() - 1);
|
||
for(int i = 0; i < s.size(); i++) {
|
||
int j = i;
|
||
// 查找单词间的空格，翻转单词
|
||
while(j < s.size() && s[j] != ' ') j++;
|
||
reverse(s, i, j - 1);
|
||
i = j;
|
||
}
|
||
return s;
|
||
}
|
||
*/
|
||
};
|
||
```
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||
效率：
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<img src='https://code-thinking.cdn.bcebos.com/pics/151_翻转字符串里的单词.png' width=600> </img></div>
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## 其他语言版本
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Java：
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```Java
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class Solution {
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/**
|
||
* 不使用Java内置方法实现
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* <p>
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||
* 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
|
||
*/
|
||
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;
|
||
}
|
||
}
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
```java
|
||
//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);
|
||
}
|
||
}
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
```java
|
||
//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];
|
||
}
|
||
}
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
python:
|
||
|
||
```Python
|
||
class Solution:
|
||
#1.去除多余的空格
|
||
def trim_spaces(self,s):
|
||
n=len(s)
|
||
left=0
|
||
right=n-1
|
||
|
||
while left<=right and s[left]==' ': #去除开头的空格
|
||
left+=1
|
||
while left<=right and s[right]==' ': #去除结尾的空格
|
||
right=right-1
|
||
tmp=[]
|
||
while left<=right: #去除单词中间多余的空格
|
||
if s[left]!=' ':
|
||
tmp.append(s[left])
|
||
elif tmp[-1]!=' ': #当前位置是空格，但是相邻的上一个位置不是空格，则该空格是合理的
|
||
tmp.append(s[left])
|
||
left+=1
|
||
return tmp
|
||
#2.翻转字符数组
|
||
def reverse_string(self,nums,left,right):
|
||
while left<right:
|
||
nums[left], nums[right]=nums[right],nums[left]
|
||
left+=1
|
||
right-=1
|
||
return None
|
||
#3.翻转每个单词
|
||
def reverse_each_word(self, nums):
|
||
start=0
|
||
end=0
|
||
n=len(nums)
|
||
while start<n:
|
||
while end<n and nums[end]!=' ':
|
||
end+=1
|
||
self.reverse_string(nums,start,end-1)
|
||
start=end+1
|
||
end+=1
|
||
return None
|
||
|
||
#4.翻转字符串里的单词
|
||
def reverseWords(self, s): #测试用例："the sky is blue"
|
||
l = self.trim_spaces(s) #输出：['t', 'h', 'e', ' ', 's', 'k', 'y', ' ', 'i', 's', ' ', 'b', 'l', 'u', 'e'
|
||
self.reverse_string( l, 0, len(l) - 1) #输出：['e', 'u', 'l', 'b', ' ', 's', 'i', ' ', 'y', 'k', 's', ' ', 'e', 'h', 't']
|
||
self.reverse_each_word(l) #输出：['b', 'l', 'u', 'e', ' ', 'i', 's', ' ', 's', 'k', 'y', ' ', 't', 'h', 'e']
|
||
return ''.join(l) #输出：blue is sky the
|
||
|
||
|
||
```
|
||
|
||
|
||
Go：
|
||
|
||
```go
|
||
import (
|
||
"fmt"
|
||
)
|
||
|
||
func reverseWords(s string) string {
|
||
//1.使用双指针删除冗余的空格
|
||
slowIndex, fastIndex := 0, 0
|
||
b := []byte(s)
|
||
//删除头部冗余空格
|
||
for len(b) > 0 && fastIndex < len(b) && b[fastIndex] == ' ' {
|
||
fastIndex++
|
||
}
|
||
//删除单词间冗余空格
|
||
for ; fastIndex < len(b); fastIndex++ {
|
||
if fastIndex-1 > 0 && b[fastIndex-1] == b[fastIndex] && b[fastIndex] == ' ' {
|
||
continue
|
||
}
|
||
b[slowIndex] = b[fastIndex]
|
||
slowIndex++
|
||
}
|
||
//删除尾部冗余空格
|
||
if slowIndex-1 > 0 && b[slowIndex-1] == ' ' {
|
||
b = b[:slowIndex-1]
|
||
} else {
|
||
b = b[:slowIndex]
|
||
}
|
||
//2.反转整个字符串
|
||
reverse(&b, 0, len(b)-1)
|
||
//3.反转单个单词 i单词开始位置，j单词结束位置
|
||
i := 0
|
||
for i < len(b) {
|
||
j := i
|
||
for ; j < len(b) && b[j] != ' '; j++ {
|
||
}
|
||
reverse(&b, i, j-1)
|
||
i = j
|
||
i++
|
||
}
|
||
return string(b)
|
||
}
|
||
|
||
func reverse(b *[]byte, left, right int) {
|
||
for left < right {
|
||
(*b)[left], (*b)[right] = (*b)[right], (*b)[left]
|
||
left++
|
||
right--
|
||
}
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}
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```
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javaScript:
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```js
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/**
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* @param {string} s
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||
* @return {string}
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||
*/
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var reverseWords = function(s) {
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||
// 字符串转数组
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const strArr = Array.from(s);
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||
// 移除多余空格
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||
removeExtraSpaces(strArr);
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||
// 翻转
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||
reverse(strArr, 0, strArr.length - 1);
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||
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let start = 0;
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||
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||
for(let i = 0; i <= strArr.length; i++) {
|
||
if (strArr[i] === ' ' || i === strArr.length) {
|
||
// 翻转单词
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reverse(strArr, start, i - 1);
|
||
start = i + 1;
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}
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||
}
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||
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||
return strArr.join('');
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||
};
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// 删除多余空格
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function removeExtraSpaces(strArr) {
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let slowIndex = 0;
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let fastIndex = 0;
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||
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||
while(fastIndex < strArr.length) {
|
||
// 移除开始位置和重复的空格
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||
if (strArr[fastIndex] === ' ' && (fastIndex === 0 || strArr[fastIndex - 1] === ' ')) {
|
||
fastIndex++;
|
||
} else {
|
||
strArr[slowIndex++] = strArr[fastIndex++];
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
// 移除末尾空格
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||
strArr.length = strArr[slowIndex - 1] === ' ' ? slowIndex - 1 : slowIndex;
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||
}
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||
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||
// 翻转从 start 到 end 的字符
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||
function reverse(strArr, start, end) {
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let left = start;
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let right = end;
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||
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||
while(left < right) {
|
||
// 交换
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||
[strArr[left], strArr[right]] = [strArr[right], strArr[left]];
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||
left++;
|
||
right--;
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||
}
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||
}
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```
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Swift:
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```swift
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func reverseWords(_ s: String) -> String {
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var stringArr = removeSpace(s)
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reverseString(&stringArr, startIndex: 0, endIndex: stringArr.count - 1)
|
||
reverseWord(&stringArr)
|
||
return String(stringArr)
|
||
}
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||
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||
/// 1、移除多余的空格（前后所有的空格，中间只留一个空格）
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||
func removeSpace(_ s: String) -> [Character] {
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||
let ch = Array(s)
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||
var left = 0
|
||
var right = ch.count - 1
|
||
// 忽略字符串前面的所有空格
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while ch[left] == " " {
|
||
left += 1
|
||
}
|
||
// 忽略字符串后面的所有空格
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||
while ch[right] == " " {
|
||
right -= 1
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||
}
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||
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||
// 接下来就是要处理中间的多余空格
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var lastArr = Array<Character>()
|
||
while left <= right {
|
||
// 准备加到新字符串当中的字符
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let char = ch[left]
|
||
// 新的字符串的最后一个字符；或者原字符串中，准备加到新字符串的那个字符；这两个字符当中，只要有一个不是空格，就可以加到新的字符串当中
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||
if char != " " || lastArr[lastArr.count - 1] != " " {
|
||
lastArr.append(char)
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||
}
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||
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||
left += 1
|
||
}
|
||
return lastArr
|
||
}
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/// 2、反转整个字符串
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func reverseString(_ s: inout [Character], startIndex: Int, endIndex: Int) {
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var start = startIndex
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var end = endIndex
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while start < end {
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||
(s[start], s[end]) = (s[end], s[start])
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||
start += 1
|
||
end -= 1
|
||
}
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||
}
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/// 3、再次将字符串里面的单词反转
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func reverseWord(_ s: inout [Character]) {
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var start = 0
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var end = 0
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var entry = false
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for i in 0..<s.count {
|
||
if !entry {
|
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start = i
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entry = true
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||
}
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||
if entry && s[i] == " " && s[i - 1] != " " {
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end = i - 1
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||
entry = false
|
||
reverseString(&s, startIndex: start, endIndex: end)
|
||
}
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||
|
||
if entry && (i == s.count - 1) && s[i] != " " {
|
||
end = i
|
||
entry = false
|
||
reverseString(&s, startIndex: start, endIndex: end)
|
||
}
|
||
}
|
||
}
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```
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