代码训练LeetCode(34)文本左右对齐

代码训练(34)文本左右对齐

Author: Once Day Date: 2025年6月13日

漫漫长路，才刚刚开始…

全系列文章可参考专栏: 十年代码训练_Once-Day的博客-CSDN博客

参考文章:

• 68. 文本左右对齐 - 力扣（LeetCode）
• 力扣 (LeetCode) 全球极客挚爱的技术成长平台

1. 原题

给定一个单词数组 words 和一个长度 maxWidth ，重新排版单词，使其成为每行恰好有 maxWidth 个字符，且左右两端对齐的文本。

你应该使用 “贪心算法” 来放置给定的单词；也就是说，尽可能多地往每行中放置单词。必要时可用空格 ' ' 填充，使得每行恰好有 maxWidth 个字符。

要求尽可能均匀分配单词间的空格数量。如果某一行单词间的空格不能均匀分配，则左侧放置的空格数要多于右侧的空格数。

文本的最后一行应为左对齐，且单词之间不插入额外的空格。

注意:

• 单词是指由非空格字符组成的字符序列。
• 每个单词的长度大于 0，小于等于 maxWidth。
• 输入单词数组 words 至少包含一个单词。

示例 1:

输入: words = ["This", "is", "an", "example", "of", "text", "justification."], maxWidth = 16
输出:
[
   "This    is    an",
   "example  of text",
   "justification.  "
]

示例 2:

输入:words = ["What","must","be","acknowledgment","shall","be"], maxWidth = 16
输出:
[
  "What   must   be",
  "acknowledgment  ",
  "shall be        "
]
解释: 注意最后一行的格式应为 "shall be    " 而不是 "shall     be",
     因为最后一行应为左对齐，而不是左右两端对齐。       
     第二行同样为左对齐，这是因为这行只包含一个单词。

示例 3:

输入:words = ["Science","is","what","we","understand","well","enough","to","explain","to","a","computer.","Art","is","everything","else","we","do"]，maxWidth = 20
输出:
[
  "Science  is  what we",
  "understand      well",
  "enough to explain to",
  "a  computer.  Art is",
  "everything  else  we",
  "do                  "
]

2. 分析

这道题目要求我们将一组单词根据指定的宽度 maxWidth 进行左右对齐的排版。具体要求如下：

• 每行尽可能多地放置单词，但不能超过 maxWidth。
• 单词间的空格要尽量均匀分布。如果不能均匀分配，则左侧空格多于右侧。
• 最后一行单词左对齐，单词间只有一个空格，右侧填充空格至 maxWidth。

解题思路：

1. 初始化：定义一个空列表 result 来存储每一行的结果，定义 current_line 和 current_length 分别存储当前行的单词列表和当前行的字符长度（不包括单词间的空格）。
2. 遍历单词：对于数组 words 中的每一个单词：
   • 检查是否可以添加到当前行：如果当前单词加上当前行的长度加上至少一个空格后仍然不超过 maxWidth，则将其添加到 current_line。
   • 如果超过长度，则处理 current_line，将其格式化为一个字符串，添加到 result，然后重置 current_line 和 current_length。
3. 格式化行：
   • 对于非最后一行，计算需要的空格数，并尽量均匀地分配到单词间。
   • 对于最后一行，单词间只放一个空格，其余空格追加到行末。
4. 处理最后一行：因为最后退出循环时，最后一行可能还未处理。

分析步骤：以示例 1 为例，输入是 words = ["This", "is", "an", "example", "of", "text", "justification."]，maxWidth = 16。

• 第一行可以放置 “This”, “is”, “an”，它们之间分别有 4 和 2 个空格，形成 “This is an”。
• 第二行放置 “example”, “of”, “text”，空格分布为 “example of text”。
• 最后一行 “justification.” 后面填充空格。

性能优化关键点：

1. 内存管理：确保每次分配的内存适当释放，避免内存泄露。
2. 计算空格：减少在每行处理时的重复计算，通过计算总空格和每个间隔的空格来优化。

3. 代码实现

#include 
#include 
#include 

#define MAX_WORDS 1000

// Helper function to add spaces
void addSpaces(char *line, int count) {
    for (int i = 0; i < count; i++)
        strcat(line, " ");
}

// Main function to justify text
char **fullJustify(char **words, int wordsSize, int maxWidth, int *returnSize) {
    char **result = malloc(sizeof(char *) * MAX_WORDS);
    int resultIndex = 0;
    int currentLength = 0;
    int wordCount = 0;

    for (int i = 0; i < wordsSize; i++) {
        int wordLength = strlen(words[i]);
        if (currentLength + wordLength + wordCount > maxWidth) {
            // Create a new line
            char *line = malloc(sizeof(char) * (maxWidth + 1));
            line[0] = '\0';
            int spacesNeeded = maxWidth - currentLength;
            int eachSpace = wordCount > 1 ? spacesNeeded / (wordCount - 1) : spacesNeeded;
            int extraSpace = wordCount > 1 ? spacesNeeded % (wordCount - 1) : 0;

            for (int j = i - wordCount; j < i; j++) {
                strcat(line, words[j]);
                if (spacesNeeded > 0) {
                    int spaceCount = eachSpace + (j - i + wordCount <= extraSpace);
                    addSpaces(line, spaceCount);
                    spacesNeeded -= spaceCount;
                }
            }
            result[resultIndex++] = line;
            currentLength = 0;
            wordCount = 0;
        }
        currentLength += wordLength;
        wordCount++;
    }

    // Handle the last line
    char *line = malloc(sizeof(char) * (maxWidth + 1));
    line[0] = '\0';
    for (int i = wordsSize - wordCount; i < wordsSize; i++) {
        strcat(line, words[i]);
        if (i < wordsSize - 1) strcat(line, " ");
    }
    addSpaces(line, maxWidth - strlen(line));
    result[resultIndex++] = line;

    *returnSize = resultIndex;
    return result;
}

int main() {
    char *words[] = {"This", "is", "an", "example", "of", "text", "justification."};
    int wordsSize = 7;
    int maxWidth = 16;
    int returnSize;
    char **justifiedText = fullJustify(words, wordsSize, maxWidth, &returnSize);

    for (int i = 0; i < returnSize; i++) {
        printf("\"%s\"\n", justifiedText[i]);
    }

    return 0;
}

性能优化关键点：

1. 内存管理：确保每次分配的内存适当释放，避免内存泄露。
2. 计算空格：减少在每行处理时的重复计算，通过计算总空格和每个间隔的空格来优化。

4. 总结

这道题目主要考察字符串处理和格式化输出的能力，通过合理的循环和条件判断，以及对字符串操作的熟悉度。为了进一步提高编程能力，可以通过解决更多类似的字符串处理问题来熟悉字符串操作和内存管理。