青训营X豆包MarsCode 技术训练营｜豆包MarsCode AI 刷题 | Java字符串处理案例解析——统计不同整数的数目

在日常的编程练习中，我们常常会遇到关于字符串处理的问题，这类问题不仅能提升我们的代码编写能力，还能锻炼我们对数据结构和算法的理解。这篇文章将结合一道题目，介绍如何通过 Java 字符串处理技术，统计字符串中不同整数的个数，并分享我的思考过程和实现代码。

题目背景

问题描述：

给定一个字符串 word，它由数字和小写英文字母组成。要求将字符串中的非数字字符用空格替换，然后提取其中的整数，并统计不同整数的数目。注意：

整数以其不含前导零的十进制表示来区分。
空字符串不算作整数。

输入输出样例：

输入：word = "a123bc34d8ef34"，输出：3。
输入：word = "t1234c23456"，输出：2。
输入：word = "a1b01c001d4"，输出：2。

思考过程

解决此问题需要分成几个步骤：

理解整数定义：题目中明确要求以不含前导零的形式判断整数的不同。比如 "01" 和 "1" 被认为是同一个整数。这就要求我们在提取数字后，需要去除前导零。
处理非数字字符：在字符串中，英文字母和其他非数字字符需要被忽略，因此用空格替换这些字符是一个自然的想法。我们可以利用正则表达式轻松实现这一点。
分割字符串并去重：替换非数字字符后，字符串变成了一串由数字和空格组成的序列，我们可以通过空格分割提取出数字。使用集合（如 HashSet）可以有效实现去重功能。
边界条件的处理：
- 如果字符串为空，直接返回 0。
- 字符串中可能没有有效的整数，此时需要处理为空的情况。

分步实现

下面是基于以上分析的实现代码，并在每一步给出详细说明。

import java.util.HashSet;
import java.util.Set;

class Main {
    public static int solution(String word) {
        // 第一步：替换所有非数字字符为空格
        String replaced = word.replaceAll("[^0-9]", " ");
        
        // 第二步：按空格分割字符串
        String[] numbers = replaced.trim().split("\s+");
        
        // 第三步：使用集合存储去重的整数
        Set<String> uniqueNumbers = new HashSet<>();
        for (String num : numbers) {
            if (!num.isEmpty()) {
                // 去除前导零
                uniqueNumbers.add(num.replaceFirst("^0+", ""));
            }
        }
        
        // 返回集合中不同整数的个数
        return uniqueNumbers.size();
    }

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(solution("a123bc34d8ef34") == 3); // 测试用例1
        System.out.println(solution("t1234c23456") == 2);    // 测试用例2
        System.out.println(solution("a1b01c001d4") == 2);    // 测试用例3
    }
}

代码解析

替换非数字字符：
```
String replaced = word.replaceAll("[^0-9]", " ");
```
这里使用了正则表达式 [^0-9] 匹配所有非数字字符，并用空格替换。
分割字符串：
```
String[] numbers = replaced.trim().split("\s+");
```
使用空格将字符串分割为数字部分，trim() 确保去除首尾多余空格。
去重与去前导零：
```
uniqueNumbers.add(num.replaceFirst("^0+", ""));
```
replaceFirst("^0+", "") 用于去除前导零，比如 "001" 会被替换为 "1"。
集合存储去重：使用 HashSet 存储去除前导零的数字，保证数字唯一性。
返回结果：最后返回集合的大小，即为不同整数的个数。

边界条件分析

输入为空字符串：返回 0。
输入中没有数字字符：例如 "abcd"，替换后为空字符串，返回 0。
整数只有前导零：例如 "a001b000"，输出为 1，因为前导零被去除后都为 0。

测试用例

基本测试：
```
System.out.println(solution("a123bc34d8ef34") == 3);
```
替换后为 " 123 34 8 34 "，数字部分为 123、34 和 8，共有 3 个不同整数。
前导零处理：
```
System.out.println(solution("a1b01c001d4") == 2);
```
替换后为 " 1 01 001 4 "，去除前导零后为 1 和 4，共有 2 个不同整数。
无数字字符：
```
System.out.println(solution("abc") == 0);
```
替换后为空字符串，无数字，输出为 0。

复杂度分析

时间复杂度：O(n)O(n)，其中 nn 为输入字符串的长度。正则替换和分割字符串的时间复杂度均为线性。
空间复杂度：O(k)O(k)，其中 kk 为不同整数的个数，用于存储集合。

总结与反思

这道题虽然看似简单，但从中可以学习到以下知识点：

正则表达式的使用场景和基本语法。
字符串处理中的边界条件分析能力。
利用集合高效去重。

对于日常开发而言，字符串处理是一项基础且重要的技能，通过不断练习类似的题目，我们可以更熟练地掌握这些技巧。

希望这篇博客对你有所帮助！欢迎留言交流你的想法~ 😊

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