Problem 4：替換空格（字串）

guoqiang發表於2019-01-19
字串

一、題目描述

請實現一個函式，將一個字串中的每個空格替換成“%20”。例如，當字串為We Are Happy.則經過替換之後的字串為We%20Are%20Happy。
注：用%20替換的原因，空格在ASCII碼中的序號為32，用十六進位制表示為0x20。

二、思路分析

參考劍指offer上的說明，需要考慮操作是原地（in place）操作還是新建字串操作。以原地操作為例，首先考慮最直觀的方法-從前往後依次替換。在第一個空格處，空格替換為%20，空格之後的字元全部右移三個位置。同理，第一次移動後，向後遍歷，在第二個空格處繼續將後邊字元移動。

從演算法角度分析，設輸入規模為n，我們需要迴圈遍歷字串中空格（迴圈中，判斷是否為空的操作執行n次），在每個空格處，進行字元移動操作，每個字元的移動又相當於一次迴圈。因此，總的執行效率為

$$
O（n^2）
$$

直接遍歷移動的方法效率太低，因此，考慮其他方法。
方法1：
考慮比Sting高效的字串操作工具-StringBuffer，同樣使用之前的直接遍歷的方法，但是對比發現，不需要重複移動，每次判斷執行一次操作，共執行n此判斷，效率為O(n)
方法2：
不使用StringBuffer，參考劍指offer書上的方法，在原字串上進行操作，利用兩條指標進行資料移動的思路，具體見方法2程式碼。

三、Java實現

方法1源程式：

package jz_offer;

public class problem04 {
    public static String spaceReplace(String str) {
        StringBuffer newStr=new StringBuffer();
        int length=str.length();
        //特殊情況
        if(str==null||length==0)
            return null;
        
        for(int i=0;i<length;i++) {
            if(str.charAt(i)==` `) {
                newStr.append("%20");            
            }else {
                newStr.append(str.charAt(i));
            }
        }
        return newStr.toString();
    }

    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub

        //包含空格-：前-後-中-連續空格
        String str1 = " Wearehappy";
        String str2 = "Wearehappy ";
        String str3 = "We are happy";
        String str4 = "We   are   happy  ";
        //沒有空格
        String str5="Wearehappy";
        //特殊輸入測試：只有連續空格、只有一個空格、是null指標、是空字串
        String str6="   ";
        String str7=" ";
        //String str8=null; //會出現NullPointerException（執行時異常）
        String str8="";
        
        String[] strArray=new String[] {str1,str2,str3,str4,str5,
                str6,str7,str8};
        for(int i=0;i<strArray.length;i++) {
            System.out.println(spaceReplace(strArray[i]));
        }        
    }
}

方法2部分程式：

//2、使用臨時字元陣列
public static String spaceReplace2(String str) {
    int length=str.length();    
    int spaceCount=0;
    for(int i=0;i<length;i++)
        if(str.charAt(i)==` `) {
            spaceCount++;
        }
    
    int newLength=length+spaceCount*2;
    char[] newStrArray=new char[newLength];
    //特殊情況
    if(str==null||length==0)
        return null;
    int j=newLength-1;
    for(int i=length-1;i>=0;i--) {
        if(str.charAt(i)==` `) {
            newStrArray[j]=`0`;
            newStrArray[j-1]=`2`;
            newStrArray[j-2]=`%`;
            j=j-3;
        }                
        else {
            newStrArray[j]=str.charAt(i);
            j--;
        }
    }
    return new String(newStrArray);
            
}

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