Leetcode中字符串总结

Posted 2020-10-02

本文是个人对LeetCode中字符串类型题目的总结，纯属个人感悟，若有不妥的地方，欢迎指出。

一、有关数字

1、数转换

题Interger to roman和Roman to integer这两题是罗马数字和整数之间的相互转换，首先要懂得什么是罗马数字以及相应的组数规则。LeetCode的题中给出的数字最大的是3999,。针对第一题有两种解法：第一是列举出罗马数字在个十百千上的各种情况，形成一个二维矩阵，然后对整数不停的取余、除10来确定相应的罗马数字；第二种是先列出罗马数字组成情况，然后通过从大到小去给定的数字试探。针对第二题，要抓住罗马数的组词规则，然后遍历字符串，若当前值比后一个小，则减去当前值，若不小则加上。

2、计算加、乘

Multiply strings和add binary，前者是两字符串对应的数字相乘后者是相加，首先这里肯定会涉及到一个进位的问题，这里采用的方法是定义一个进位量，进位量的计算是通过与进制数（十进制或二进制）相除得到。这种方法针对链表和数组求和也是适用的。针对第一题是定义一个中间变量去保存每次对应的乘积，最后计算进位数，这里值得注意的有：下标和中间数组的开始的去0操作，这点和String to integer atoi中前处理一样。第二题要考虑最高位的进位和字符和数字之间的转换。

3、跳过空格

String to integer atoi这题的思路比较简单，就是遍历字符串，保存的结果乘以10加上当前字符对应的数。但有很多需要注意的地方：一是，字符串中的空格问题，若字符串前后有空格，要跳过；二是，字符串中正、负号的问题；三是，字符串的数转换为整数时，可能越界的问题。这里针对越界的问题，有两种解决方法：一是，提升保存结果变量的类型，如变为long long 类；二是，每次乘以10之前先判断是否乘10之后是否会越界。

Length of last word和上面提到的一点要特别注意，从后面开始遍历字符串时，要注意跳过空格。

4、验证数字

valid number判断给定字符是否是有效数字类型的。这里针对三种不是数字是合法的情况，第一是字符"."，二是字符"e"，三是正反号“+”、“-”。其他非数字的字符是非法的。针对这三种情况，也不是所有的出现方式都是合法的。所以本题的关键是给出这三种对应的合法情况，针对字符‘e‘，若其出现之前没有数字出现或是早就有‘e‘出现了，这种情况肯定是非法的，否则，就是合法的，同时更新exp和num，这里要说明的是num为什么还是false的？以字符‘‘e‘为分隔去看；针对字符"."，之前要是没有出现"."和“e”，不然是非法的，更新dot为true；对于正负号，出现在字符中间时，若其前一个不是"e"也是非法的。另外开始时肯定要跳过前后的空格和开始的正负号。

二、最长问题

1、最长回文串

题Longest palindromic substring求出给定字符串中的最长回文子串。首先要明白回文串是什么---回文串是正反读起来是一样的。思路有两种，一种是暴力解法，遍历字符串，求出以每个字符为中心的回文串长度，同时维持回文串的最大长度这个变量即可，这里求以每个字符为中心的回文长度时，要注意回文串有两种形式：长度是奇数和长度是偶数，此外还要维持一个变量保存最长回文串的起点位置；方法二是Manacher‘s Algorithm算法，可以在线性的时间内求出最大回文串的长度，算法的关键在于利用了回文串的特点----关于中心点两边相等。该算法分三步：第一步是，改造给定字符串，通过在字符之间插入特定的字符使字符串的长度是奇数个，同时也使得只要出现回文串在改造后的新字符串中都是奇数个；第二步，明白新回文串和原字符回文串中的关系；第三步，求出新字符串中各个字符所对应的回文串长度。另外维持一个最大长度，这样可以避免再次扫描数组找最大的长度。

2、最长无重复子串

题Longest substring without repeating characters要特别注意的一点是，更新最长无重复子串起点的条件有两条：当前字符在之前出现过，还有，要在起点之后出现过，怎么理解第二点了？恩，如：“adbefghba”，当第二个字符b出现时，start移动到第一个字符b处，但移动到第二字符a时，难道因为a出现过一次，就要将起点移动到第一个字符a？显然不是，所以，出现重复时一定要是在起点之后，才能更新起点。这题最好结合相关代码理解。

3、最长连续序列

Longest consecutive sequence，还是利用hash表的思想，将字符串存入unordered_set中，然后遍历字符串，若某字符在hash表中，然后看该字符的左右是否在hash表中，最后右减左，再减1（因为跳出while循环时，两者都不是和当前字符的相邻）。另外，我们遍历到一个字符的左右时，若是删除了，可避免重复访问，因为若是现在这个字符和之前的某个字符相邻，则之前的字符肯定遍历到了当前字符，所以不必在遍历一遍。

三、字符串匹配

1、两字符串是否匹配

Implement strstr，判断一个是不是另一个的子串，暴力解法是，两字符串对应的字符一个个对比，直到找个匹配的，这样的时间复杂度为O(kn)。关键的点是不匹配时目标函数的下标的返回。这里是通过i+j作为目标函数的下标的方式，即可以保证i不动，但目标通过j 的移动，实现对目标串随对比串的移动；至于KMP算法，就是利用之前对比的信息，来实现快速跳转对比，从而加速对比过程。

2、表达式匹配

Regular expression matching 关键在于当遇到“*”时的处理情况，这里最好用动态规划的方法，好理解一些。当前字符不是*时，只要判断之前对应的是否匹配和当前对应的字符是否匹配即可。当遇到的是*时，*可以代表0个也可代表多个前一个字符，所以要分这两种情况考虑。

Wildcard matching 若当前字符时*，两字符当前对应的位相匹配时，则两者同时向后移动就行，若不匹配则考虑返回上一个*的下一位开始对比，若当前是*，则要记下此时两个字符串中的位置，所以要定义两个指针，用于返回比较。

四、找规律

count and say的单次循环中，当当前字符和前一个不相等时，就将字符的个数和对应的字符存入中间变量中，因为下次的初始值是上一次的结果，所以要用每次的结果去做初始值。

Zigzag conversion关键在于找到竖行和斜行字符对应下标的关系。以每行为单位去进行。

Simplify path关键在于对题意的理解，和采取的思路，这里两个"/"之间的字符来判断操作。

五、哈希

Anagrams以一各个单词取出来，排序以后插入哈希表中，若遇到已存在哈希表中的字符，则将其对应的原字符串存入结果中，但是对于已经存在哈希表中那个字符对应是否存入，要看是否为第一遇到重复的，可以通过设置，已经存入结果的，将其下标设为-1，每次判断已在哈希中的字符串的对应下标和-1的大小来决定。这一题可以为好多这类型的题提供思路，要好好理解。

 六、深搜

Palindrome partitioning 深搜的套路要好好理解。