Leetcode刷题：剑指offer【面试题05 替换空格】
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- 方案一：使用 python
- 方案二：使用 C++ ⭐
【面试题05】替换空格
难度： 简单
限制： 0 <= s 的长度 <= 10000
请实现一个函数，把字符串 s 中的每个空格替换成"%20"。
Leetcode题目对应位置： 面试题05：替换空格
方案一：使用 python
（python 写的话没有还原到原题目考点的精髓，建议使用 C++）
在 Python 语言中，字符串是不可变类型，即无法修改字符串中的某一位字符，所以用 Python 语言写的话，需要新建一个字符串来实现题目要求。
啰嗦一下，python 字符串不可变的意思是你不能用 a[0]='p' 这种方式对字符串进行改变，而 a = 'dadsa' 这种方式实际是重新赋值，重新赋值是允许的。
代码逻辑：
1）创建一个新列表，t；
2）循环遍历字符串 s 中的每个字符 c，若 c 是空格，则向列表 t 中添加字符串 “%20”；否则向列表 t 中添加字符 c；
3）将列表 t 转化为字符串并返回。
时间复杂度：O(n)，需要遍历整个长度为 n 的字符串 s。
空间复杂度：O(n)，需要额外的线性辅助空间。
# python
class Solution:
def replaceSpace(self, s: str) -> str:
length = len(s)
new = [0] * (len(s) * 3)
size = 0
for ss in s:
if ss is ' ':
new[size] = '%'
new[size+1] = '2'
new[size+2] = '0'
size += 3
else:
new[size] = ss
size += 1
return ''.join(new[:size])
看到别的大佬有更简洁的做法：
# 参考1
class Solution:
def replaceSpace(self, s: str) -> str:
res = []
for c in s:
if c == ' ': res.append("%20")
else: res.append(c)
return "".join(res)
# 参考2
class Solution:
def replaceSpace(self, s: str) -> str:
return ''.join(('%20' if c==' ' else c for c in s))
在这篇解答里也提到了另一种连接字符串的方法，就是用 +：
# 参考3
class Solution:
def replaceSpace(self, s: str) -> str:
res = ""
for c in s:
if c == ' ': res += "%20"
else: res += c
return res
但是当连接次数过多时，使用 + 的方法性能会急剧下降，参考文章：你所不知道的Python | 字符串连接的秘密，所以比较推荐的是 .join 方法。
方案二：使用 C++ ⭐
在剑指 offfer 原书中，这道题实际上是想考察 对内存覆盖的理解 和 分析时间效率 的能力。假设保证输入的字符串后面有足够多的空余内存，要求在原本的字符串上进行替换。这里有两种思路：第 1 个是从前往后遍历替换，第 2 个是从后往前遍历替换（第二种才是比较推荐的巧妙的解法）。
官方代码： 05_ReplaceSpaces/ReplaceSpaces.cpp（第二种方法）
思路一： 从前往后遍历替换
从前往后遍历字符串，每遇到一个空格就将其后的所有字符后移两位。
时间复杂度：O(n^2)，如果字符串长度为 n，对于每个空格字符都需要移动其后面的 O(n) 个字符
空间复杂度：O(1)
需要注意的细节： 当遇到空格字符后，会由原来的 1 个空格字符替换为 3 个字符，所以遍历字符串的指针 i i i 需要对应 +2，才能继续指向原字符串的下一个字符，否则会指向字符 “2”。
#include 思路二： 从后往前遍历替换
自己写的代码逻辑：
1）先遍历一遍字符串，统计出字符串的实际长度和空格字符的个数；
2）从后向前遍历字符串，每遇到一个字符，计算该字符应该移动到的位置，也就是 new index，new index = 字符串实际长度 + 尚未遇到的空格字符个数 * 2，需要注意的是，如果遇到的是空格字符，则尚未遇到的空格字符数需要减 1；
3）设置一个额外变量 count，用于记录当前还剩下几个空格没有遇到，且每遇到一个空格 count - 1。
#include 官方给出的代码逻辑 ⭐：
1）定义两个指针p1、p2，初始时 p1 指向原字符串的末尾，p2 指向置换后字符串的末尾；
2）向前移动指针 p1，将它指向的字符复制到 p2 所指向的位置，直到碰到第一个空格字符为止；
3）碰到第一个空格字符后，将 p1 向前移动 1 步，在 p2 位置上放字符 “0”，p2 继续向前移动了 2 步，这两步上分别放 “2” 和 “%”，然后再将 p2 向前移动 1 步，这时 p1 又指向了一个不为空格字符的字符，p2 仍是其对应的新插入位置；
4）当 p1 和 p2 指向同一位置时，说明所有空格都已经替换完毕，直接退出。
这个方法灵性就灵性在于，p1 每次只走 1 步，而 p2 在 p1 指向非空格字符时走 1 步，在 p1 指向空格字符时走 3 步，所以假设有 m 个空格字符，那么 p2 与 p1 之间就相差 2m 步，每遇到一个空格，p2 与 p1 之间的差距就减少 2 步，所以在遇到第 m 个空格后，p2 与 p1 之间的差距恰好为 0，也就是 p2 恰好追上了 p1。比自己写的代码优就优在省去了当前面不再有空格字符时的判断，学习了！
#include 在 LeetCode 运行：
//C++
class Solution {
public:
string replaceSpace(string s) {
if(s.length()==0)
{
return s;
}
int oriLength = s.size() - 1;
int spacNum = 0;
/*统计空格字符个数*/
for(auto c:s)
{
if(c == ' ')
{
++spacNum;
}
}
int newLength = oriLength + spacNum * 2;
s += string(spacNum * 2,' '); // 这里为了保证有足够的空间容纳新字符串
/*从后往前遍历字符串*/
while(oriLength >= 0 && newLength > oriLength)
{
if(s[oriLength] == ' '){
s[newLength--] = '0';
s[newLength--] = '2';
s[newLength--] = '%';
}
else{
s[newLength--] = s[oriLength];
}
oriLength--;
}
return s;
}
};
参考资料：
[1] LeetCode 面试题05：替换空格
[2] 参考题解 - 作者：Krahets
[3] 你所不知道的Python | 字符串连接的秘密
[4] 剑指 offer 第二版