【数据结构和算法】反转字符串中的单词

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前言

一、题目描述

二、题解

2.1 方法一:双指针

2.2 方法二:分割 + 倒序

三、代码

3.1 方法一:双指针

3.2 方法二:分割 + 倒序

四、复杂度分析

4.1 方法一:双指针

4.2 方法二:分割 + 倒序


前言

这是力扣的151题,难度为中等,解题方案有很多种,本文讲解我认为最奇妙的两种。


一、题目描述

给你一个字符串 s ,请你反转字符串中 单词 的顺序。

单词 是由非空格字符组成的字符串。s 中使用至少一个空格将字符串中的 单词 分隔开。

返回 单词 顺序颠倒且 单词 之间用单个空格连接的结果字符串。

注意:输入字符串 s中可能会存在前导空格、尾随空格或者单词间的多个空格。返回的结果字符串中,单词间应当仅用单个空格分隔,且不包含任何额外的空格。

示例 1:

输入:s = "the sky is blue"
输出:"blue is sky the"

示例 2:

输入:s = "  hello world  "
输出:"world hello"
解释:反转后的字符串中不能存在前导空格和尾随空格。

示例 3:

输入:s = "a good   example"
输出:"example good a"
解释:如果两个单词间有多余的空格,反转后的字符串需要将单词间的空格减少到仅有一个。

提示:

  • 1 <= s.length <= 104
  • s 包含英文大小写字母、数字和空格 ' '
  • s 中 至少存在一个 单词

进阶:如果字符串在你使用的编程语言中是一种可变数据类型,请尝试使用 O(1) 额外空间复杂度的 原地 解法。


二、题解

2.1 方法一:双指针

思路与算法:

  • 先去首尾空格。
  • 倒序遍历字符串 s ,记录单词左右索引边界 i , j 。
  • 每确定一个单词的边界,则将其添加至单词列表 res 。
  • 最终,将单词列表拼接为字符串,去掉尾部空格,并返回即可。

2.2 方法二:分割 + 倒序

思路与算法:

以空格为分割符完成字符串分割后,若两单词间有 x>1 个空格,则在单词列表 strs 中,此两单词间会多出 x−1 个 “空单词” (即 "" )。

解决方法:倒序遍历单词列表,并将单词逐个添加至 StringBuilder ,遇到空单词时跳过。


三、代码

3.1 方法一:双指针

Java版本:

class Solution {
    public String reverseWords(String s) {
        s = s.trim();                                          // 删除首尾空格
        int j = s.length() - 1, i = j;
        StringBuilder res = new StringBuilder();
        while (i >= 0) {
            while (i >= 0 && s.charAt(i) != ' ') i--;          // 搜索首个空格
            res.append(s.substring(i + 1, j + 1)).append(" "); // 添加单词
            while (i >= 0 && s.charAt(i) == ' ') i--;          // 跳过单词间空格
            j = i;                                             // j 指向下个单词的尾字符
        }
        return res.toString().trim();                          // 转化为字符串并返回
    }
}

Python版本: 

class Solution:
    def reverseWords(self, s: str) -> str:
        s = s.strip()                            # 删除首尾空格
        i = j = len(s) - 1
        res = []
        while i >= 0:
            while i >= 0 and s[i] != ' ': i -= 1 # 搜索首个空格
            res.append(s[i + 1: j + 1])          # 添加单词
            while i >= 0 and s[i] == ' ': i -= 1 # 跳过单词间空格
            j = i                                # j 指向下个单词的尾字符
        return ' '.join(res)                     # 拼接并返回

3.2 方法二:分割 + 倒序

Java版本:

class Solution {
    public String reverseWords(String s) {
        String[] split = s.trim().split(" ");
        StringBuilder res = new StringBuilder();
        for (int i = split.length - 1; i >= 0; i--) {
            if (!split[i].equals("")) {
                res.append(split[i]).append(" ");
            }
        }
        return res.toString().trim();
    }
}

 Python版本: 

class Solution:
    def reverseWords(self, s: str) -> str:
        return ' '.join(s.strip().split()[::-1])

四、复杂度分析

4.1 方法一:双指针

  • 时间复杂度 O(N) : 其中 N 为字符串 s 的长度,线性遍历字符串。
  • 空间复杂度 O(N) : 新建的 list(Python) 或 StringBuilder(Java) 中的字符串总长度 ≤ N ,占用 O(N) 大小的额外空间。

4.2 方法二:分割 + 倒序

  • 时间复杂度 O(N) : 总体为线性时间复杂度,各函数时间复杂度和参考资料链接如下。
  • split() 方法: 为 O(N) 。
  • trim() 和 strip() 方法: 最差情况下(当字符串全为空格时),为 O(N) 。
  • join() 方法: 为 O(N) 。
  • reverse() 方法: 为 O(N) 。
  • 空间复杂度 O(N) : 单词列表 strs 占用线性大小的额外空间。

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