一、反转字符串

题目：

力扣344：反转字符串

编写一个函数，其作用是将输入的字符串反转过来。输入字符串以字符数组 s 的形式给出。

不要给另外的数组分配额外的空间，你必须原地修改输入数组、使用 O(1) 的额外空间解决这一问题。

示例1：

输入：s = [“h”,“e”,“l”,“l”,“o”]
输出：[“o”,“l”,“l”,“e”,“h”]

示例2：

输入：s = [“H”,“a”,“n”,“n”,“a”,“h”]
输出：[“h”,“a”,“n”,“n”,“a”,“H”]

提示：

• 1 <= s.length <= 10⁵
• s[i] 都是 ASCII 码表中的可打印字符

解题思路分析：

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自己的思路：

用两个指针，一个从头开始遍历，一个从尾部开始遍历，并且一边遍历一边交换字符位置，直到左右指针相遇（指向同一个位置，这是奇数个字符的时候；或者错过，即left>right），这是偶数个字符的时候）；

交换的时候，用一个临时变量temp来存储left位置的字符，把right赋给left，temp赋给right，完成交换。

代码：

//定义左右指针
int left = 0;
int right = s.length - 1;
//循环遍历，进行交换
while(left < right) {
	//临时变量，存储取出来的字符
	char temp;
	//利用temp完成字符交换
 	temp = s[left];
 	s[left] = s[right];
 	s[right] = temp;
 	//交换结束后left和right同时向中间移动一个位置
 	left++;
 	right--;
}

复杂度分析：

• 时间复杂度：O(n)
• 空房间复杂度：O(1)

说明：

如果题目关键的部分直接用库函数就可以解决，建议不要使用库函数。

双指针法图示：

补充：

还可以使用异或操作来完成交换：也可以避免使用额外空间

异或操作：比较两个二进制位。如果两个二进制位相同，则结果为 0；如果两个二进制位不同，则结果为 1。

s[left] ^= s[right]; //构造 a ^ b 的结果，放入a中
s[right] ^= s[left]; //将a ^ b 的结果再 ^b，存入b中，此时b=a，a=a ^ b
s[left] ^= s[right]; //a ^ b 的结果再 ^ a ，存入 a 中，此时 b = a, a = b 完成交换

题解：

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用temp交换数值

用异或操作交换数值：

二、反转字符串II

题目：

力扣541：反转字符串II

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。

示例1：

输入：s = “abcdefg”, k = 2
输出：“bacdfeg”

示例2：

输入：s = “abcd”, k = 2
输出：“bacd”

提示：

• 1 <= s.length <= 10⁴
• s 仅由小写英文组成
• 1 <= k <= 10⁴

解题思路分析：

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这道题目其实就是比上一题多了一些规则；

这里for循环中可以不写i++，而是直接写i += (2*k)，直接让i移动2k个位置，而不是一个一个去移动；

大家如果习惯性写i++的话，还得移动并计数判断有没有到2k，这样代码就变得很复杂了。

所以当需要固定规律一段一段去处理字符串的时候，要想想在在for循环的表达式上做做文章。

代码讲解：

//将字符串转换成数组去操作
char[] ch = s.toCharArray();
//循环遍历字符串数组
for(int i = 0; i < s.length(); i += (2 * k)) {
  //判断是否还剩k个字符，避免操作空字符串
  //左闭右开，反转的时候不包含第i+k这个字符，所以边界条件可以等于i+k
  if(i + k < s.length()) {
    //对前k个字符进行反转
    int left = i;
    int right = i + k - 1;
    while(left < right) {
      char temp = s.charAt(i);
      ch[left] = ch[right];
      ch[right] = temp;
      left++;
      right--;
    }
  }else{
    //对尾部不够k时剩余的字符进行反转
    int left = i;
    int right = ch.length - 1;
    while(left < right) {
      char temp = ch[left];
      ch[left] = ch[right];
      ch[right] = temp;
      left++;
      right--;
    }
  }
}
return new String(ch);

代码可以更加简洁：

让right等于ch.length-1和i+k-1的最小值；

也就是判断尾部剩余的字符个数够不够k，来决定right是取i+k-1（剩余字符大于等于k个），还是取ch.length-1（不够k个）。

因为如果剩余字符大于等于k个，那么ch.length-1大于等于i+k-1；剩余字符不够k个时，i+k-1大于ch.length-1。

相当于直接用取最小值来完成了尾部剩余字符个数够不够k个的判断。

代码如下：

//将字符串转换成数组去操作
char[] ch = s.toCharArray();
//循环遍历字符串数组
for(int i = 0; i < ch.length; i += (2 * k)) {
  int left = i;
  //判断是否还剩k个字符，避免操作空字符串
  int right = Math.min(ch.length - 1, i + k - 1);
  //对字符串进行翻转
  while(left < right) {
    char temp = ch[left];
    ch[left] = ch[right];
    ch[right] = temp;
    left++;
    right--;
  }
}
return new String(ch);

复杂度分析：

• 时间复杂度：O(n)
• 空间复杂度：O(1)

总结：

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如果操作字符串或者数组，是成段的去操作的，那么可以考虑让指针成段的跳，而不是i++一个一个去走；

这里就需要跳出固有思维，更加灵活的解决问题。

另外，在遇到边界问题时，别忘了前面学过的区间开闭原则！

题解：

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三、替换数字

题目：

卡码网54：替换数字

时间限制：1.000s 空间限制：128MB

题目描述

给定一个字符串 s，它包含小写字母和数字字符，请编写一个函数，将字符串中的字母字符保持不变，而将每个数字字符替换为number。 例如，对于输入字符串 “a1b2c3”，函数应该将其转换为 “anumberbnumbercnumber”。

输入描述:

输入一个字符串 s,s 仅包含小写字母和数字字符。

输出描述：

打印一个新的字符串，其中每个数字字符都被替换为了number

输入示例:

a1b2c3

输出示例:

anumberbnumbercnumber

提示信息:

数据范围：
1 <= s.length < 10000。

解题思路分析：

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首先扩充数组到每个数字字符替换成 “number” 之后的大小。

例如 字符串 “a5b” 的长度为3，那么 将 数字字符变成字符串 “number” 之后的字符串为 “anumberb” 长度为 8。

如图：

然后从后向前替换数字字符，也就是双指针法：

i 指向新长度的末尾，j指向旧长度的末尾；

为什么要从后向前填充，从前向后填充不行么？

从前向后填充就是O(n^2)的算法了，因为每次添加元素都要将添加元素之后的所有元素整体向后移动。

其实很多数组填充类的问题，其做法都是先预先给数组扩容带填充后的大小，然后在从后向前进行操作。

这么做有两个好处：

1. 不用申请新数组。
2. 从后向前填充元素，避免了从前向后填充元素时，每次添加元素都要将添加元素之后的所有元素向后移动的问题。

代码讲解：（ACM模式）

import java.utils.*
public class Main {
  public static void main(String[] args) {
    //输入字符串s
    Scanner sc = new Scanner(System.in);
    String s = sc.next();
    //计算出新数组所需要的长度
    int len = s.length();
    for(int i = 0; i < s.length(); i++) {
      //如果是数字，就把数组长度+5（因为原来的数字所在的位置也会被覆盖，所以只用+5）
      if(s.charAt(i) >= 0 && s.charAt(i) <= 9) {
        len += 5;
      }
    }
    //申请新数组，把字符串s先放进数组
    char[] ch = new char[len];
    for(int i = 0; i < s.length(); i++) {
      ch[i] = s.charAt(i);
    }
    //开始双指针法，将数字替换成number
    for(int i = s.length() - 1, j = len - 1; i >= 0; i--) {
      //如果是数字，就从后往前插入number 
      if(ch[i] >= '0' && ch[i] <= '9') {
        ch[j--] = 'r';
        ch[j--] = 'e';
        ch[j--] = 'b';
        ch[j--] = 'm';
        ch[j--] = 'u';
        ch[j--] = 'n';
      } else {
        //如果是字母，就直接放到后面
        ch[j--] = ch[i];
      }
    }
  }
  //输出结果
  System.out.println(ch);
}

题解：

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