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字符串字符类型排序问题刷题笔记

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一、题目解析

问题描述
给定一个只包含字母（大小写）、数字和问号的字符串，按照以下规则对字符串排序：

1. 问号的位置保持不变。
2. 数字的位置保持不变，但数字按从大到小排序。
3. 字母的位置保持不变，但字母按字典序从小到大排序。

要求：保留问号原始位置不动，分别对数字和字母排序后插入到对应的位置。

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二、解题思路

1. 分类提取

   • 遍历字符串，提取所有的数字和字母，分别存储在两个容器中。
   • 问号不需要存储，保持原样。

2. 分类排序

   • 对提取的数字按降序排序。
   • 对提取的字母按字典序升序排序。

3. 重构字符串

   • 遍历原字符串，根据字符类型逐步插入排好序的数字、字母或问号。

4. 时间复杂度分析

   • 字符提取和重新构建字符串的复杂度为 O(n)。
   • 数字和字母排序的复杂度为 O(klogk)，其中 k 是数字或字母的数量。
   • 整体复杂度为 O(n+klogk)，在输入规模允许的情况下足够高效。

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三、代码实现

以下是代码以及注释：

import java.util.Arrays;

public class Main {
    public static String solution(String inp) {
        // 分别存储数字和字母，用于排序
        StringBuilder digits = new StringBuilder();
        StringBuilder letters = new StringBuilder();
    
        // 遍历字符串，提取数字和字母
        for (char c : inp.toCharArray()) {
            if (Character.isDigit(c)) {
                digits.append(c); // 收集数字
            } else if (Character.isLetter(c)) {
                letters.append(c); // 收集字母
            }
        }
    
        // 对数字按从大到小排序
        char[] digitArray = digits.toString().toCharArray();
        Arrays.sort(digitArray); // 升序排序
        digits = new StringBuilder(new String(digitArray)).reverse(); // 逆序
    
        // 对字母按字典序排序
        char[] letterArray = letters.toString().toCharArray();
        Arrays.sort(letterArray); // 升序排序
        letters = new StringBuilder(new String(letterArray));
    
        // 构建最终结果
        StringBuilder result = new StringBuilder();
        int digitIndex = 0, letterIndex = 0;
    
        for (char c : inp.toCharArray()) {
            if (Character.isDigit(c)) {
                // 插入排好序的数字
                result.append(digits.charAt(digitIndex++));
            } else if (Character.isLetter(c)) {
                // 插入排好序的字母
                result.append(letters.charAt(letterIndex++));
            } else {
                // 保留问号
                result.append(c);
            }
        }
    
        return result.toString();
    }

    public static void main(String[] args) {
        // 测试样例
        System.out.println(solution("12A?zc").equals("21A?cz")); // 测试 1
        System.out.println(solution("1Ad?z?t24").equals("4Ad?t?z21")); // 测试 2
        System.out.println(solution("???123??zxy?").equals("???321??xyz?")); // 测试 3
    }
}

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四、知识总结

1. 字符串分类提取

   • 使用 Character.isDigit 和 Character.isLetter 判断字符类型，分别提取数字和字母。
   • 对于特殊字符（如问号），无需处理直接保留。

2. 排序技巧

   • 利用 Arrays.sort 对字符数组进行排序，处理数字和字母分别排序的问题。
   • 数字排序后通过 StringBuilder.reverse() 转为降序，字母排序后直接按升序插入。

3. 结果重构

   • 通过原字符串的位置关系，按字符类型分别插入排序后的数字、字母，确保问号位置不变。

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五、学习建议

1. 分类提取与排序

   • 在处理字符串分类问题时，优先分离不同类型的数据，分步操作更清晰。
   • 排序操作需要结合具体需求选择升序或降序。

2. 逐步构建结果

   • 使用 StringBuilder 构建结果字符串，比直接拼接效率更高。
   • 遍历原字符串时，逐步插入分类排序后的数据，确保位置关系一致。

3. 测试覆盖性

   • 测试样例需覆盖以下情况：

     • 包含大量问号的字符串。
     • 字符类型混合的复杂字符串。
     • 全数字或全字母的字符串。

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六、个人总结

本题考察了字符串分类、排序以及位置保持的综合处理能力。通过逐步分类提取、排序和构建结果，可以高效解决这一问题。对于复杂字符串操作，分离任务并按类型处理是实现正确性和高效性的关键。