string类常见题目详解 —— 仅仅反转字母字符串中的第一个唯一字母字符串最后一个单词的长度验证回文串字符串相加

Posted 2021-08-12 2021dragon

题目一：仅仅反转字母

题目描述：
 给定一个字符串，返回“反转后的”字符串，其中不是字母的字符都保留在原地，而所有字母的位置发生反转。

示例：
 输入：“a-bC-dEf-ghIj”
 输出：“j-Ih-gfE-dCba”

思路：
 使用两个指针，开始时头指针指向字符串开头，尾指针指向字符串末尾（’\\0’的前一个字符）。头指针先向后寻找待反转字母，尾指针再向前寻找待反转字母，然后反转这两个待反转字母即可。重复该步骤，直到头指针和尾指针发生错位为止。

动图演示：

代码：

class Solution {
public:
	//判断字符ch是否是字母
	bool IsLetter(char ch)
	{
		if ((ch >= 'a'&&ch <= 'z') 
		 || (ch >= 'A'&&ch <= 'Z'))
			return true;
		else
			return false;
	}
	//仅仅反转字母
	string reverseOnlyLetters(string s) {
		if (s.empty()) //若s为空字符串，则返回其本身
			return s;

		size_t begin = 0, end = s.size() - 1; //定义头指针和尾指针，用于反转字母
		while (begin < end) //当还有字母可反转时，循环继续
		{
			while (begin < end && !IsLetter(s[begin])) //头指针寻找待反转字母
				begin++;

			while (begin < end && !IsLetter(s[end])) //尾指针寻找待反转字母
				end--;

			swap(s[begin], s[end]); //交换这两个待反转字母
			begin++;
			end--;
		}
		return s; //返回反转后的字符串
	}
};

注意：若传入的字符串尾空字符串，则直接返回即可。

题目二：字符串中的第一个唯一字母

题目描述：
 给定一个字符串，找到它的第一个不重复的字母，并返回它的索引。如果不存在，则返回-1。

示例：
 s = “loveleetcode”
 返回 2

思路：
 用一个含义26个元素的数组统计26个字母在字符串中出现的次数，然后再遍历一次字符串，寻找字符串中第一个只出现一次的字母，并返回它的索引，若不存在，则返回-1。

代码：

class Solution {
public:
	int firstUniqChar(string s) {
		size_t table[26] = { 0 };
		//统计26个字母在字符串中出现的次数
		for (size_t i = 0; i < s.size(); i++)
		{
			table[s[i] - 'a']++;
		}
		//寻找字符串中的第一个只出现一次字母
		for (size_t i = 0; i < s.size(); i++)
		{
			if (table[s[i] - 'a'] == 1)
				return i; //返回下标索引
		}
		return -1; //不存在，返回-1
	}
};

题目三：字符串最后一个单词的长度

题目描述：
 计算字符串最后一个单词的长度，单词以空格隔开，字符串长度小于5000。

示例：
 输入：“hello CSDN”
 输出：4

思路：
 先找到字符串中最后一个空格的位置，空格之后的字符个数就是最后一个单词的长度。若字符串中不存在空格，则字符串的长度就是最后一个单词的长度。

重点：
 该题的思路非常容易想到，但该题真正的难点不是如何求得字符串中最后一个单词的长度，而是如何读取一个含有空格的字符串。因为操作符>>读取到空格便会停止，所以不能使用>>读取目标字符串，这时我们就需要用到getline函数了，该函数便可以读取含有空格的内容。

代码：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
	string s;
	getline(cin, s); //从cin读取一行含有空格的字符串
	size_t pos = s.rfind(' '); //获取字符串中最后一个空格的位置
	if (pos == string::npos) //字符串中不含空格
	{
		//输出字符串的长度
		cout << s.size() << endl;
	}
	else //字符串中含有空格
	{
		//输出字符串的长度 - 最后一次出现空格的位置 - 1
		cout << s.size() - pos - 1 << endl;
	}
	return 0;
}

题目四：验证回文串

题目描述：
 给定一个字符串，验证它是否是回文串，只考虑字母和数字字符，可以忽略字母的大小写。

示例：
 输入：“A man, a plan, a canal: Panama”
 输出：true

思路：
 题目中说到可以忽略字母大小写，即’a’可与’a’匹配，‘a’还可与’A’匹配，所以我们可以先将字符串中所有的大写字母转换为小写字母，然后再进行进一步判断。
 判断时使用两个指针，开始时头指针指向字符串开头，尾指针指向字符串末尾（’\\0’的前一个字符）。头指针先向后寻找待判断的字母或数字字符，尾指针再向前寻找待判断的字母或数字字符，然后判断这两个字符是否相等，若相等，则继续下一次判断；若不相等，则该字符串不是回文串。重复该步骤，直到头指针和尾指针发生错位为止，此时便可确定该字符串是回文串。

代码：

class Solution {
public:
	//判断ch是否是小写字母或数字字符
	bool isLetterOrNumber(char ch)
	{
		if ((ch >= 'a' && ch <= 'z')
			|| (ch >= '0' && ch <= '9'))
			return true;
		else
			return false;
	}
	//验证回文串
	bool isPalindrome(string s) {
		//将字符串中所有大写字母转为小写字母
		for (auto& ch : s)
		{
			if (ch >= 'A' && ch <= 'Z')
				ch += 32;
		}
		int begin = 0, end = s.size() - 1; //定义头指针和尾指针，用于验证回文串
		while (begin < end) //当还有字母未判断时，循环继续
		{
			while (begin < end && !isLetterOrNumber(s[begin])) //头指针寻找待判断的字母或数字字符
				begin++;

			while (begin < end && !isLetterOrNumber(s[end])) //尾指针寻找待判断的字母或数字字符
				end--;

			if (s[begin] == s[end]) //待判断字符相等，继续下一次判断
			{
				begin++;
				end--;
			}
			else
			{
				return false; //待判断字符不相等，该字符串不是回文串
			}
		}
		return true; //字符串中所有字符判断完毕，该字符串是回文串
	}
};

题目五：字符串相加

题目描述：
 给定两个字符串形式的非负整数num1和num2，计算它们的和。

示例：
 输入：“999”, “1”
 输出：“1000”

思路：
 和我们平时计算两个数的和一样，我们从两个字符串的最后一个数字开始进行相加，并设置一个变量记录是否需要进位，这样一来，两个字符串相加的时候，每一位置的数字 = 字符串1对应位置的数字 + 字符串2对应位置的数字 + 进位变量，若相加后该位置的数字大于9，则说明需要进位，这时我们设置进位变量为1（两个数字相加，最多只能进位1），并将该位置的数字减去10后的结果作为相加后该位置的数字即可，如此进行下去，直到两个字符串都遍历完毕即可。特别注意，两个字符串相加结束后还需要判断进位变量是否为1，若为1，则需要头插一个字符1到最终的字符串中。

代码：

class Solution {
public:
	string addStrings(string num1, string num2) {
		int end1 = num1.size() - 1, end2 = num2.size() - 1; //定义两个字符串的尾指针
		string RetStr; //存储两个字符串相加后的结果
		int next = 0; //标识进位
		while (end1 >= 0 || end2 >= 0) //两个字符串中有一个未遍历完，则继续循环
		{
			int val1 = 0; //第一个字符串等待相加的数字
			if (end1 >= 0)
			{
				val1 = num1[end1] - '0';
				end1--;
			}
			int val2 = 0; //第二个字符串等待相加的数字
			if (end2 >= 0)
			{
				val2 = num2[end2] - '0';
				end2--;
			}
			int RetVal = val1 + val2 + next; //两个数字相加后的结果，注意需要加上进位
			if (RetVal > 9) //判断是否需要进位
			{
				RetVal -= 10;
				next = 1; //需要进位，设置next为1
			}
			else
			{
				next = 0; //不需进位，设置next为0
			}
			RetStr.insert(0, 1, RetVal + '0'); //将RetVal头插到RetStr
		}
		if (next == 1) //判断是否还需进位
			RetStr.insert(0, 1, '1'); //将'1'头插到RetStr
		return RetStr; //返回这两个字符串相加后的结果
	}
};

优化：
 代码中，我们每得到一个位置（个位、十位、百位…）的结果就需要头插一个数字到最终的字符串中。而我们知道，头插的代价是比较大的，因为我们每次进行头插就需要将所有的数据都向后挪动一位，留出最前面的位置以供插入，这种算法的时间复杂度达到$O(N)$。
 解决这个问题也不难，我们可以将得到的每一位数字都尾插到字符串后面，只需最后进行一次字符串反转即可。

优化后的代码：

class Solution {
public:
	string addStrings(string num1, string num2) {
		int end1 = num1.size() - 1, end2 = num2.size() - 1; //定义两个字符串的尾指针
		string RetStr; //存储两个字符串相加后的结果
		int next = 0; //标识进位
		while (end1 >= 0 || end2 >= 0) //两个字符串中有一个未遍历完，则继续循环
		{
			int val1 = 0; //第一个字符串等待相加的数字
			if (end1 >= 0)
			{
				val1 = num1[end1] - '0';
				end1--;
			}
			int val2 = 0; //第二个字符串等待相加的数字
			if (end2 >= 0)
			{
				val2 = num2[end2] - '0';
				end2--;
			}
			int RetVal = val1 + val2 + next; //两个数字相加后的结果，注意需要加上进位
			if (RetVal > 9) //判断是否需要进位
			{
				RetVal -= 10;
				next = 1; //需要进位，设置next为1
			}
			else
			{
				next = 0; //不需进位，设置next为0
			}
			RetStr += (RetVal + '0'); //将RetVal尾插到RetStr
		}
		if (next == 1) //判断是否还需进位
			RetStr += '1'; //将'1'尾插插到RetStr
		reverse(RetStr.begin(), RetStr.end()); //将字符串RetStr进行反转
		return RetStr; //返回这两个字符串相加后的结果
	}
};