字符串

LeetCode中的字符串题目是指需要对字符串进行操作或处理的题目，包括字符串的匹配、替换、排序、翻转、去重、分割等等操作。字符串题目常见的难点在于如何处理字符串的边界条件，如空字符串、只包含空格的字符串、字符串长度为1等特殊情况，以及字符串中的特殊字符（如空格、数字、字母等）的处理。

常见的字符串题目有：

1. 实现 strStr() 函数：在一个字符串中查找另一个字符串的位置

2. 反转字符串：将一个字符串反转

3. 反转字符串中的单词：将一个字符串中的单词顺序反转

4. 有效的括号：判断一个字符串中的括号是否匹配

5. 最长公共前缀：查找多个字符串中最长的公共前缀

6. 翻转字符串里的单词 III：将一个字符串中每个单词反转

7. 字符串转换整数 (atoi)：将一个字符串转换为整数

8. 无重复字符的最长子串：查找一个字符串中最长的不包含重复字符的子串

这些题目对于掌握字符串的基本操作、边界处理以及算法思想都有很好的练习作用。

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151. 反转字符串中的单词 - 力扣（Leetcode）

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。

class Solution:
    def reverseWords(self, s: str) -> str:

        s = s.split(' ')
        ans = ''

        for i in range(len(s)-1,-1,-1):
            if s[i]:
                ans += s[i] + ' '

        return ans.strip()

函数的实现方法是先使用 split() 方法将字符串按照空格分割成一个个单词，然后从后往前遍历每个单词，并将非空单词加入答案字符串 ans 中，并在单词之间加上一个空格。最后返回答案字符串时，使用 strip() 方法将首尾多余的空格去掉。

这个函数的时间复杂度为 $O(n)$，其中 $n$ 是字符串的长度。空间复杂度取决于单词的个数，因为需要将每个单词存储在一个新的字符串中，所以空间复杂度为 $O(k)$，其中 $k$ 是单词的个数。

在 Python 中，字符串是不可变（immutable）的数据类型，这意味着一旦创建了一个字符串对象，就无法修改它的值。如果需要修改一个字符串，需要创建一个新的字符串对象，而不是修改原始的字符串对象。这个特性是由于 Python 中的字符串被视为一系列 Unicode 字符的序列，而这些字符在创建后是不能更改的。如果需要进行字符串的修改操作，可以使用一些字符串操作函数来完成，例如字符串切片、连接、替换等。

所以， 进阶问题我选择不进阶。

14. 最长公共前缀 - 力扣（Leetcode）

编写一个函数来查找字符串数组中的最长公共前缀。

如果不存在公共前缀，返回空字符串 ""。

 

示例 1：

输入： strs = ["flower","flow","flight"]
输出： "fl"

示例 2：

输入： strs = ["dog","racecar","car"]
输出： ""
解释： 输入不存在公共前缀。

 

提示：

• 1 <= strs.length <= 200
• 0 <= strs[i].length <= 200
• strs[i] 仅由小写英文字母组成

class Solution:
    def longestCommonPrefix(self, strs: List[str]) -> str:
        ans = ''

        for i in zip(*strs): 
            if len(set(i)) == 1:
                ans += i[0]
            else:
                break

        return ans

这个函数接受一个字符串数组 strs 作为输入，返回一个字符串，表示数组中所有字符串的最长公共前缀。

函数使用了 zip(*strs) 技巧，将字符串数组转换为元组数组，并按列进行迭代。对于每一列中的字符，如果它们都相同，则将其加入到最长公共前缀中，直到出现不同的字符或者所有字符串遍历完毕。最终返回最长公共前缀即可。

需要注意的是，如果输入的字符串数组为空或者其中任意一个字符串为空，则最长公共前缀应该是空字符串。

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28. 找出字符串中第一个匹配项的下标 - 力扣（Leetcode）

给你两个字符串 haystack 和 needle ，请你在 haystack 字符串中找出 needle 字符串的第一个匹配项的下标（下标从 0 开始）。如果 needle 不是 haystack 的一部分，则返回  -1 ****。

 

示例 1：

输入： haystack = "sadbutsad", needle = "sad"
输出： 0
解释： "sad" 在下标 0 和 6 处匹配。
第一个匹配项的下标是 0 ，所以返回 0 。

示例 2：

输入： haystack = "leetcode", needle = "leeto"
输出： -1
解释： "leeto" 没有在 "leetcode" 中出现，所以返回 -1 。

 

提示：

• 1 <= haystack.length, needle.length <= 104
• haystack 和 needle 仅由小写英文字符组成

class Solution:
    def strStr(self, haystack: str, needle: str) -> int:
        return haystack.index(needle) if needle in haystack else -1

代码实现了如下逻辑：

1. 判断needle是否存在于haystack中，如果存在，返回needle在haystack中第一次出现的位置，即使用index()函数返回的结果；

2. 如果needle不存在于haystack中，返回-1。

需要注意的是，当needle不存在于haystack中时，调用index()函数会抛出ValueError异常，因此在代码中使用了if语句进行了异常处理，将其转换为返回-1的结果。

这个算法的时间复杂度是 O(nm)，其中 n 是 haystack 字符串的长度，m 是 needle 字符串的长度。这是因为在最坏情况下，需要比较 haystack 字符串中的每个位置和 needle 字符串中的每个位置，才能确定 needle 是否存在于 haystack 中。

空间复杂度是 O(1)，因为算法中只使用了常数级别的额外空间。

6. N 字形变换 - 力扣（Leetcode）

将一个给定字符串 s 根据给定的行数 numRows ，以从上往下、从左到右进行 Z 字形排列。

比如输入字符串为 "PAYPALISHIRING" 行数为 3 时，排列如下：

P   A   H   N
A P L S I I G
Y   I   R

之后，你的输出需要从左往右逐行读取，产生出一个新的字符串，比如："PAHNAPLSIIGYIR"。

请你实现这个将字符串进行指定行数变换的函数：

string convert(string s, int numRows);

 

示例 1：

输入： s = "PAYPALISHIRING", numRows = 3
输出： "PAHNAPLSIIGYIR"

示例 2：

输入： s = "PAYPALISHIRING", numRows = 4
输出： "PINALSIGYAHRPI"
解释：
P     I    N
A   L S  I G
Y A   H R
P     I

示例 3：

输入： s = "A", numRows = 1
输出： "A"

 

提示：

• 1 <= s.length <= 1000
• s 由英文字母（小写和大写）、',' 和 '.' 组成
• 1 <= numRows <= 1000

class Solution:
    def convert(self, s: str, numRows: int) -> str:
        if numRows<2: return s
        res = ['' for _ in range(numRows)]
        i = 0
        flag = -1
        for c in s:
            res[i] += c
            if i==0 or i == numRows-1:
                flag = -flag
            i += flag
        return ''.join(res)

这段代码实现了将一个字符串按照锯齿形排列并输出的功能。锯齿形排列的行数由参数numRows给定，每个字符被填充在对应行上，最终从上到下、从左到右依次读出每个字符得到输出结果。

该方法的主要思路是模拟整个锯齿形状的过程，用一个数组res来保存每行的字符，初始时所有行都为空字符串。然后遍历字符串s中的每个字符，将其加入到res中对应的行。i表示当前正在处理的行号，flag表示i的变化方向，当i到达第一行或最后一行时，需要将flag取反，以改变i的增减方向。最后将res数组中的每行拼接起来即可。

这个方法的时间复杂度为O(n)，其中n为字符串s的长度，因为只需要遍历一次s就可以得到最终结果。空间复杂度为O(numRows)，需要一个数组来保存每行的字符。如果numRows非常大，空间开销会很大，因此需要根据实际情况进行优化。