以下各题均有时间复杂度为O(n*n)或以空间换取时间使得时间空间复杂度为O(n)的算法，在此均不考虑。
问题一、字符串移动
字符串为*号和26个字母的任意组合，把*号都移动到最左侧，把字母移到最右侧并保持相对顺序不变，要求时间和空间复杂度最小 。如“afdg**fa**hjfkdsl”变换成“****afdgfahjfkdsl”
此题前后字符串的长度不变，由于最终一边只有‘*’，另一边为字母，可以设置两个指针fast和slow，当str[fast]不为‘*’时，赋值给str[slow]；否则直接移到下一个。不需额外空间，只需扫描一次字符串，时间复杂度为O(n)，空间复杂度为O(1)。
#include<iostream>
using namespace std;
const int MAXN=100;
void removeString(char *pStr)
{
if(NULL==pStr)
return ;
int fast,slow;
fast=slow=strlen(pStr)-1;
while(fast>=0)
{
if(pStr[fast]!='*')
{
pStr[slow]=pStr[fast];
--slow;
}
--fast;
}
while(slow>=0)
{
pStr[slow]='*';
--slow;
}
}
int main()
{
char str[MAXN];
while(scanf("%s",str)!=EOF)
{
printf("%s\n",str);
removeString(str);
printf("%s\n",str);
}
return 0;
}
问题二、字符串连续‘*’合并
字符串为‘*‘和字母的任意组合，把多个连续‘*‘合成一个，要求时间复杂度O(n)和空间复杂度O(1) 。如“afh***hd**”变换成“afh*hd*”.
这是2014阿里武汉二面写代码的题，当时我先扫描一遍统计变换后字符串的长度，然后从后往前依次处理，达到了题目要求，共两次扫描字符串，但面试官说有更好的做法，当时他也没让我再想，放我过了。
后来之后感觉可以一次扫描字符串，将直接从前往后处理，同样设置两个指针fast和slow，当str[fast]为连续‘*’中的非第一个时，fast后移，slow不变；否则str[fast]赋值给str[slow],然后二者都后移一个位置。
#include<iostream>
#include<cstring>
using namespace std;
const int MAXN=100;
int removeBlack(char *pStr)
{
if(NULL==pStr)
return -1;
int len=strlen(pStr);
int fast,slow;
for(fast=1,slow=1;fast<len;fast++)
{
if(pStr[fast]==pStr[fast-1]&&pStr[fast]=='*')
continue;
else if(fast!=slow)pStr[slow++]=pStr[fast];
else slow++;
}
pStr[slow]='\0';
return slow;
}
int main()
{
char str[MAXN];
while(scanf("%s",str)!=EOF)
{
printf("%s\n",str);
removeBlack(str);
printf("%s\n",str);
}
system("pause");
return 0;
}
问题三、字符串‘*‘变’%20‘
字符串为‘*‘和字母的任意组合，把‘*‘变换成‘%20‘，要求时间、空间复杂度尽可能小 。如“*hjaf**hjafj*”变换成“%20hjaf%20%20hjafj%20”.
先扫描一遍统计’*‘个数得出变换后字符串的长度，然后从后往前依次处理，共两次扫描字符串，时间复杂度为O(n)，空间复杂度为O(1)。由于字符串长度增加了，从后往前处理是为了避免覆盖原来的字符串中的元素，这点很重要。
#include<iostream>
#include<cstring>
using namespace std;
const int MAXN=100;
int replace(char *pStr)
{
if(NULL==pStr)
return -1;
int i=0,j,num=0,len=strlen(pStr);
while(pStr[i]!='\0')
{
if(pStr[i]=='*')
++num;
++i;
}
i=len-1;
j=len+2*num-1;
while(i>=0)
{
if(pStr[i]=='*')
{
pStr[j]='0';
--j;
pStr[j]='2';
--j;
pStr[j]='%';
--j;
}
else
{
pStr[j]=pStr[i];
--j;
}
--i;
}
pStr[len+2*num]='\0';
return len+2*num-1;;
}
int main()
{
char str[MAXN];
while(scanf("%s",str)!=EOF)
{
printf("%s\n",str);
replace(str);
printf("%s\n",str);
}
system("pause");
return 0;
}
上述代码在实际应用时还需考虑字符串数组下标越界等，同时加上提前退出条件可以做到常量级的优化。
总结
此类问题都可以在时间复杂度为O(n)，空间复杂度为O(1)解决。但可以做到常量级的优化，减少扫描次数提高效率。注意字符串长度的变化，不变+变短可以直接从前往后处理，变长则需要从后往前处理避免覆盖原来的字符串中的元素。
字符串元素重排高效算法集合