字符串操作是算法题中的常见考点,它们直接测试开发者对字符串类型的理解和灵活运用。字符串问题不仅基础且多样,还能延伸到动态规划、贪心算法和高级数据结构的应用。字符串的翻转、反复、旋转、替换、查询、KMP查找子串等都是很经典的题目。掌握字符串的核心操作和优化技巧,是算法学习中的必备技能。
零、常用库函数
1:join()和split()
join()将数组转换成字符串,是关于数组的方法;
split()将字符串切割成数组,是关于字符串的方法;
split()把一个字符串(根据某个分隔符字符串)切割成若干个字符串并存放在一个数组里。而join()把数组中的字符串连成一个长串, 可以认为它是split()的逆操作。
如 剑指 Offer 05. 替换空格:
let s:string = "abcdefg"
function replaceSpace(s: string): string {
let arr: string[] = s.split(" ");
return arr.join("%20");
};
一、反转字符串 II
字符串翻转是最基础的操作,通常用来测试对字符数组或字符串基本处理的熟练度。 典型问题:
- 将字符串从左到右翻转。例如,"hello" 翻转为 "olleh"。
- 翻转字符串的部分内容,比如只翻转单词,而不改变整体顺序("I love you" → "I evol uoy")。
1.1、题目描述
给定一个字符串 s 和一个整数 k,从字符串开头算起,每计数至 2k 个字符,就反转这 2k 字符中的前 k 个字符。
如果剩余字符少于 k 个,则将剩余字符全部反转。
如果剩余字符小于 2k 但大于或等于 k 个,则反转前 k 个字符,其余字符保持原样。
1.2、示例
1.3、题解
将题目视作为多个长度为2k的子字符串,最后一位另外单独考虑,那么外循环可以设置为i = i + 2k,这样的话每次单独处理子串就好了,翻转可以设置两个指针。
function reverseStr(s: string, k: number): string {
let tmp: string;
let left: number;
let right: number;
let arr: string[] = s.split("")
for(let i: number = 0; i < arr.length; i = i+ 2 * k){
left = i;
right = (i + k - 1) >= arr.length ? arr.length - 1 : i + k - 1;
while(left < right){
tmp = arr[left];
arr[left] = arr[right];
arr[right] = tmp;
left ++;
right --;
}
}
return arr.join("");
};
二、反转字符串中的单词
2.1、题目描述
力扣链接:leetcode.cn/problems/re…
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
2.2、示例
2.3、题解
很简单的思路是:使用split函数将原字符串拆成多个子字符串,但是子字符串里肯定有一些为’'的空字符串,设定一个额外的字符串数组,遍历原字符串数组,将有内容的存入新的字符串数组,空字符串跳过。
然后处理新的字符串数组,将其做反转就可以了。
function reverseWords(s: string): string {
let arr: string[] = s.split(" ");
let midarr: string[] = [];
let index: number = 0;
for(let i = 0; i < arr.length; i++){
if(arr[i] != ''){
midarr[index] = arr[i];
index++;
}
}
for(let i = 0; i < midarr.length / 2; i++){
let temp: string;
temp = midarr[i];
midarr[i] = midarr[length - i - 1];
midarr[length - i - 1] = temp;
}
// console.log(midarr);
return midarr.join(" ");
};
第二种方法,先删除多余的空格,再进行翻转
function reverseWords(s: string): string {
let arr: string[] = s.split("");
delExtraSpace(arr);
function delExtraSpace(arr: string[]):void{
let left: number = 0;
let right: number = 0;
while(arr[right] === ' ' && right < arr.length){
right ++;
}
while(right < arr.length){
if(arr[right] === ' ' && arr[right - 1] === ' '){
right++;
continue;
}
arr[left++] = arr[right++];
}
if(arr[left - 1] === ' ')
arr.length = left -1;
else
arr.length = left;
}
let resarr: string[] = arr.join("").split(" ");
for(let i:number = 0; i < resarr.length / 2; i++){
let tmpstr: string = resarr[i];
resarr[i] = resarr[resarr.length - 1 - i];
resarr[resarr.length - 1 - i] = tmpstr;
}
return resarr.join(" ");
};
三、找出字符串中第一个匹配项的下标
3.1、题目描述
力扣链接:leetcode.cn/problems/fi…
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 。
3.2、示例
3.3、题解
本题要使用KMP算法,不然会严重超时,KMP(Knuth-Morris-Pratt)算法是一种高效解决子串匹配问题的经典方法,能避免暴力查找中的重复比较。KMP的经典思想就是:当出现字符串不匹配时,可以记录一部分之前已经匹配的文本内容,利用这些信息避免从头再去做匹配。KMP的主要是使用空间换时间。
核心思想:
- 通过预处理生成部分匹配表(Partial Match Table,简称 PMT),记录模式串的最长公共前缀与后缀长度。
- 利用 PMT 实现快速跳跃,从而减少比较次数。
典型问题:
- 在字符串中查找目标子串首次出现的位置。
- 判断两个字符串是否循环移位后相等。
KMP算法的总时间复杂度为O(m+n),空间复杂度记为O(m)。相比于朴素的模式匹配时间复杂度O(m*n),KMP算法提速是非常大的,这一点点空间消耗换得极高的时间提速是非常有意义的,这种思想也是很重要的。
首先设计一个函数计算next数组(前缀表统一减一),然后进行匹配:
function strStr(haystack: string, needle: string): number {
function getNext(str: string): number[] {
let next: number[] = [];
let j: number = -1;
next[0] = j;
for (let i = 1, length = str.length; i < length; i++) {
while (j >= 0 && str[i] !== str[j + 1]) {
j = next[j];
}
if (str[i] === str[j + 1]) {
j++;
}
next[i] = j;
}
return next;
}
if(needle.length === 0)
return 0;
let next: number[] = getNext(needle);
// console.log(next);
let j: number = -1;
for(let i: number = 0; i < haystack.length; i++){
while(j >= 0 && haystack[i] != needle[j + 1]){
j = next[j];
}
if(haystack[i] === needle[j + 1]){
if(j === needle.length - 2){
return i - j - 1;
}
j++;
}
}
return -1;
};
最后
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