1. 替换空格

原题链接：剑指 Offer 05. 替换空格 - 力扣（LeetCode）https://leetcode.cn/problems/ti-huan-kong-ge-lcof/submissions/

1.1 题目描述

给你一个字符串要求你把字符串中所有的空格换成%20。

1.2 题目背景

在网络编程中，如果URL参数中含有特殊字符，如空格，'#' 等，则可能导致服务器无法获得正确的参数值。我们就需要将这些特殊的符号转换成服务器可以识别的字符。转换的规则是在'%' 的后面跟上ASCII码的两位十六进制的表示。比如空格的ASCII码是32，即十六进制的0x20，因此空格被替换成 "%20" 。再比如 '#' 的ASCII码为35，即十六进制的0x23，它在URL中被替换成 "%23"。

1.3 必要的思考

看到该题目，我们首先应该想到的是原来一个空格字符串，替换之后长度必然会变长。如果是在原来的字符串上进行替换，就有可能覆盖修改在该字符串后面的内存。如果是创建新的字符串并在新的字符串上进行替换，我们可以给自己分配足够多的内存。由于这道题有两种不同的解决方案，首先我们应该明确LeetCode上的是哪一种！如果是在原来的字符串上进行替换，必须保证输入的字符串后面有足够多的空余内存。

我帮大家测试了，LeetCode上输入的字符串后面是没有多余的内存的。

这是LeetCode上典型的内存错误哈，本题就是越界访问了。

1.4 思路一

我们选择创建新的字符串，分配足够的空间

我们只需要遍历原来的字符串，是空格的话就追加 ''%20"，不是空格就追加原字符串的内容。我就偷个懒，用C语言的库函数哈。

char* replaceSpace(char* s) {
    assert(s);
    char media[] = "%20";
    char* ret = (char*)calloc(sizeof(char), 30000);
    char* temp = s;
    while (*temp != '\0')
    {
        if (*temp == ' ')
        {
            strncat(ret, media, 3); //是空格追加"%20"
        }
        else
        {
            strncat(ret, temp, 1); //不是空格追加原字符
        }
        temp++;
    } 
    return ret;
}

1.5 思路二

我们假设输入的字符串后面有足够的空间，LeetCode上没有，可以开辟新的空间模拟输入的字符串后面有足够的空间，我嫌麻烦，就直接在Visual Studio 上演示啦。

我们遍历字符串，遇到一个空格，就将字符串后面的内容向后移动两个位置（因为一个空格被替换成 "%20" 多了两位嘛），直到遍历结束。

显然该解题方法时间复杂度为O(N*N)，空间复杂度为O(1)。

下面以字符串 "We are happy." 举例分析。

char* replaceSpace(char* str)
{
    assert(str);
    char* temp = str;
    while (*temp != '\0')
    {
        if (*temp == ' ')
        {
            int length = strlen(str);
            char* end = str + length; //找到'\0'的位置
            //字符后移2位
            while (end > temp)
            {
                *(end + 2) = *end;
                end--;
            }
            //空格替换为"%20"
            *temp++ = '%';
            *temp++ = '2';
            *temp++ = '0';
            continue;
        }
        temp++;
    }
    return str;
}


int main()
{
    char str[1000];
    printf("请输入字符串：");
    gets(str);
    printf("%s",replaceSpace(str));
    return 0;
}

1.6 思路三（学方法）

我们先遍历一次字符串，这样就能统计出字符串中空格的个数，由此我们可以计算出替换之后字符串的总长度。一个空格被替换成 "%20" 就会在原字符串长度的基础上加二。我们维护两个指针p1，p2，让p1指向输入字符串的末尾 '\0' 的位置，让p2指向输出字符串的末尾的位置，计算方法：在p1的基础上加上 2 * 输入字符串中空格的个数。然后对*p1的值进行判断，如果*p1不是空格就把*p1的值给给*p2，p1减一，p2减一；如果是空格就让p1减一，p2填入 '0' 后减一，再填入 '2' 后减一，再填入 '%' 后减一，依次类推，直到p1和p2重合。重合就代表空格都被替换完毕。（最开始p1，p2相距空格数 * 2 的距离，p1每次遇到一个空格，p1只会减一，而p2会减三，意味着在对空格数做减法，一旦空格数减完了，p1和p2自然就相遇了，程序也就该结束了。）

解题的时间复杂度O(N)，空间复杂度O(1)。

下面以字符串 "We are happy." 举例分析一波：

char* replaceSpace(char* s)
{
    assert(s);
    char* temp = s;
    int count = 0;
    while (*temp != '\0')
    {
        if (*temp == ' ')
            count++;
        temp++;
    }
    int length = strlen(s);
    char* p1 = s + length; //找p1的位置
    char* p2 = p1 + 2 * count; //找p2的位置
    while (p1 < p2)
    {
        //*p1为空格
        if (*p1 == ' ')
        {
            p1--;
            //赋值"%20"
            *p2-- = '0';
            *p2-- = '2';
            *p2-- = '%';
        }
        else //*p1不为空格
        {

            *p2-- = *p1--;
        }
    }
    return s;
}

int main()
{
    char str[1000];
    printf("请输入字符串：");
    gets(str);
    printf("%s",replaceSpace(str));
    return 0;
}