字符串字符类型排序问题 ｜ 豆包MarsCode AI 刷题

问题解析

在这个问题中，我们需要对包含 字母、数字、问号 的字符串进行排序，并遵循以下规则：

1. 问号位置不变：问号在原字符串中的位置必须保持不变。
2. 数字排序：数字在字符串中的位置固定，但需要按照从大到小的顺序排序。
3. 字母排序：字母在字符串中的位置固定，但需要按照字典序从小到大排序（大小写敏感，即 'A' < 'a'）。

我们需要设计一个算法实现这些规则，同时保证字符串结构的正确性。

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解题思路

为了解决这个问题，我们可以分为以下几个步骤：

1. 提取不同类型的字符

• 遍历字符串，将其分为三类：数字、字母 和 问号。

  • 数字：通过 isdigit() 判断。
  • 字母：通过 isalpha() 判断。
  • 问号：通过直接比较字符是否为 '?' 判断。

• 将提取的数字和字母存入两个列表，问号无需特殊处理，只需记录其在原字符串中的位置即可。

2. 对提取的字符排序

• 数字：使用 sort(reverse=True) 对数字列表进行降序排序。
• 字母：使用 sort() 对字母列表进行升序排序。
• 问号：无需排序，因为位置不变。

3. 重构字符串

• 遍历原字符串，逐字符检查：

  • 如果是问号，直接保留原字符。
  • 如果是数字，从排序后的数字列表中取出一个数字替换。
  • 如果是字母，从排序后的字母列表中取出一个字母替换。

• 将所有字符按顺序拼接，生成最终结果。

4. 时间复杂度分析

• 字符分类（提取数字、字母、问号）：时间复杂度为 O(n)，其中 n是字符串长度。
• 排序数字和字母：时间复杂度分别为 O(klog⁡k)和 O(mlog⁡m)，其中 k 是数字的数量，m 是字母的数量。
• 字符替换：遍历一次字符串，时间复杂度为 O(n)。
• 综合时间复杂度为 O(n+klog⁡k+mlog⁡m)，效率较高。

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实现代码

以下是完整的代码实现：

def solution(inp):
    # Step 1: 分别提取数字、字母和问号
    digits = [ch for ch in inp if ch.isdigit()]
    letters = [ch for ch in inp if ch.isalpha()]
    
    # Step 2: 排序数字和字母
    digits.sort(reverse=True)  # 数字降序排序
    letters.sort()  # 字母升序排序
    
    # Step 3: 创建结果字符串，保持问号位置不变
    result = []
    digit_idx, letter_idx = 0, 0
    
    for ch in inp:
        if ch == '?':
            result.append('?')
        elif ch.isdigit():
            result.append(digits[digit_idx])
            digit_idx += 1
        elif ch.isalpha():
            result.append(letters[letter_idx])
            letter_idx += 1
    
    return ''.join(result)

# 测试代码
if __name__ == "__main__":
    print(solution("12A?zc") == "21A?cz")
    print(solution("1Ad?z?t24") == "4Ad?t?z21")
    print(solution("???123??zxy?") == "???321??xyz?")

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总结与反思

关键点

1. 字符串的分类提取：利用内置方法 isdigit() 和 isalpha() 快速区分数字和字母。
2. 排序规则：数字降序，字母升序，符合题目要求。
3. 保持问号位置不变：通过遍历原字符串，逐步替换字符，确保问号位置正确。

可扩展性

• 如果需要支持更多类型的字符（如特殊符号），只需添加分类和排序逻辑。
• 对于更复杂的排序规则，可以将提取字符、排序和替换的逻辑进一步封装成独立模块。

优化空间

• 本代码已经优化了时间复杂度，但对于特别大的字符串（如数万字符）仍需测试性能。
• 可以使用计数排序优化部分逻辑（如对数字的排序）。