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> 综合考察字符串操作的好题。 # 151.翻转字符串里的单词 [力扣题目链接](https://leetcode-cn.com/problems/reverse-words-in-a-string/) 给定一个字符串，逐个翻转字符串中的每个单词。 示例 1： 输入: "the sky is blue" 输出: "blue is sky the" 示例 2： 输入: " hello world! " 输出: "world! hello" 解释: 输入字符串可以在前面或者后面包含多余的空格，但是反转后的字符不能包括。 示例 3： 输入: "a good example" 输出: "example good a" 解释: 如果两个单词间有多余的空格，将反转后单词间的空格减少到只含一个。 # 思路 **这道题目可以说是综合考察了字符串的多种操作。** 一些同学会使用split库函数，分隔单词，然后定义一个新的string字符串，最后再把单词倒序相加，那么这道题题目就是一道水题了，失去了它的意义。 所以这里我还是提高一下本题的难度：**不要使用辅助空间，空间复杂度要求为O(1)。** 不能使用辅助空间之后，那么只能在原字符串上下功夫了。 想一下，我们将整个字符串都反转过来，那么单词的顺序指定是倒序了，只不过单词本身也倒序了，那么再把单词反转一下，单词不就正过来了。 所以解题思路如下： * 移除多余空格 * 将整个字符串反转 * 将每个单词反转 举个例子，源字符串为："the sky is blue " * 移除多余空格 : "the sky is blue" * 字符串反转："eulb si yks eht" * 单词反转："blue is sky the" 这样我们就完成了翻转字符串里的单词。 思路很明确了，我们说一说代码的实现细节，就拿移除多余空格来说，一些同学会上来写如下代码： ```CPP void removeExtraSpaces(string& s) { for (int i = s.size() - 1; i > 0; i--) { if (s[i] == s[i - 1] && s[i] == ' ') { s.erase(s.begin() + i); } } // 删除字符串最后面的空格 if (s.size() > 0 && s[s.size() - 1] == ' ') { s.erase(s.begin() + s.size() - 1); } // 删除字符串最前面的空格 if (s.size() > 0 && s[0] == ' ') { s.erase(s.begin()); } } ``` 逻辑很简单，从前向后遍历，遇到空格了就erase。 如果不仔细琢磨一下erase的时间复杂读，还以为以上的代码是$O(n)$的时间复杂度呢。 想一下真正的时间复杂度是多少，一个erase本来就是O(n)的操作，erase实现原理题目：[数组：就移除个元素很难么？](https://programmercarl.com/0027.移除元素.html)，最优的算法来移除元素也要O(n)。 erase操作上面还套了一个for循环，那么以上代码移除冗余空格的代码时间复杂度为O(n^2)。 那么使用双指针法来去移除空格，最后resize（重新设置）一下字符串的大小，就可以做到O(n)的时间复杂度。 如果对这个操作比较生疏了，可以再看一下这篇文章：[数组：就移除个元素很难么？](https://programmercarl.com/0027.移除元素.html)是如何移除元素的。 那么使用双指针来移除冗余空格代码如下： fastIndex走的快，slowIndex走的慢，最后slowIndex就标记着移除多余空格后新字符串的长度。 ```CPP void removeExtraSpaces(string& s) { int slowIndex = 0, fastIndex = 0; // 定义快指针，慢指针 // 去掉字符串前面的空格 while (s.size() > 0 && fastIndex < s.size() && s[fastIndex] == ' ') { fastIndex++; } for (; fastIndex < s.size(); fastIndex++) { // 去掉字符串中间部分的冗余空格 if (fastIndex - 1 > 0 && s[fastIndex - 1] == s[fastIndex] && s[fastIndex] == ' ') { continue; } else { s[slowIndex++] = s[fastIndex]; } } if (slowIndex - 1 > 0 && s[slowIndex - 1] == ' ') { // 去掉字符串末尾的空格 s.resize(slowIndex - 1); } else { s.resize(slowIndex); // 重新设置字符串大小 } } ``` 有的同学可能发现用erase来移除空格，在leetcode上性能也还行。主要是以下几点；： 1. leetcode上的测试集里，字符串的长度不够长，如果足够长，性能差距会非常明显。 2. leetcode的测程序耗时不是很准确的。 此时我们已经实现了removeExtraSpaces函数来移除冗余空格。 还做实现反转字符串的功能，支持反转字符串子区间，这个实现我们分别在[344.反转字符串](https://programmercarl.com/0344.反转字符串.html)和[541.反转字符串II](https://programmercarl.com/0541.反转字符串II.html)里已经讲过了。 代码如下： ``` // 反转字符串s中左闭又闭的区间[start, end] void reverse(string& s, int start, int end) { for (int i = start, j = end; i < j; i++, j--) { swap(s[i], s[j]); } } ``` 本题C++整体代码 ```CPP // 版本一 class Solution { public: // 反转字符串s中左闭又闭的区间[start, end] void reverse(string& s, int start, int end) { for (int i = start, j = end; i < j; i++, j--) { swap(s[i], s[j]); } } // 移除冗余空格：使用双指针（快慢指针法）O(n)的算法 void removeExtraSpaces(string& s) { int slowIndex = 0, fastIndex = 0; // 定义快指针，慢指针 // 去掉字符串前面的空格 while (s.size() > 0 && fastIndex < s.size() && s[fastIndex] == ' ') { fastIndex++; } for (; fastIndex < s.size(); fastIndex++) { // 去掉字符串中间部分的冗余空格 if (fastIndex - 1 > 0 && s[fastIndex - 1] == s[fastIndex] && s[fastIndex] == ' ') { continue; } else { s[slowIndex++] = s[fastIndex]; } } if (slowIndex - 1 > 0 && s[slowIndex - 1] == ' ') { // 去掉字符串末尾的空格 s.resize(slowIndex - 1); } else { s.resize(slowIndex); // 重新设置字符串大小 } } string reverseWords(string s) { removeExtraSpaces(s); // 去掉冗余空格 reverse(s, 0, s.size() - 1); // 将字符串全部反转 int start = 0; // 反转的单词在字符串里起始位置 int end = 0; // 反转的单词在字符串里终止位置 bool entry = false; // 标记枚举字符串的过程中是否已经进入了单词区间 for (int i = 0; i < s.size(); i++) { // 开始反转单词 if (!entry) { start = i; // 确定单词起始位置 entry = true; // 进入单词区间 } // 单词后面有空格的情况，空格就是分词符 if (entry && s[i] == ' ' && s[i - 1] != ' ') { end = i - 1; // 确定单词终止位置 entry = false; // 结束单词区间 reverse(s, start, end); } // 最后一个结尾单词之后没有空格的情况 if (entry && (i == (s.size() - 1)) && s[i] != ' ' ) { end = i;// 确定单词终止位置 entry = false; // 结束单词区间 reverse(s, start, end); } } return s; } // 当然这里的主函数reverseWords写的有一些冗余的，可以精简一些，精简之后的主函数为： /* 主函数简单写法 string reverseWords(string s) { removeExtraSpaces(s); reverse(s, 0, s.size() - 1); for(int i = 0; i < s.size(); i++) { int j = i; // 查找单词间的空格，翻转单词 while(j < s.size() && s[j] != ' ') j++; reverse(s, i, j - 1); i = j; } return s; } */ }; ``` 效率：
```CPP
//版本二：
//原理同版本1，更简洁实现。
class Solution {
public:
void reverse(string& s, int start, int end){ //翻转，区间写法：闭区间 []
for (int i = start, j = end; i < j; i++, j--) {
swap(s[i], s[j]);
}
}
void removeExtraSpaces(string& s) {//去除所有空格并在相邻单词之间添加空格, 快慢指针。
int slow = 0; //整体思想参考Leetcode: 27. 移除元素：https://leetcode-cn.com/problems/remove-element/
for (int i = 0; i < s.size(); ++i) { //
if (s[i] != ' ') { //遇到非空格就处理，即删除所有空格。
if (slow != 0) s[slow++] = ' '; //手动控制空格，给单词之间添加空格。slow != 0说明不是第一个单词，需要在单词前添加空格。
while (i < s.size() && s[i] != ' ') { //补上该单词，遇到空格说明单词结束。
s[slow++] = s[i++];
}
}
}
s.resize(slow); //slow的大小即为去除多余空格后的大小。
}
string reverseWords(string s) {
removeExtraSpaces(s); //去除多余空格，保证单词之间之只有一个空格，且字符串首尾没空格。
reverse(s, 0, s.size() - 1);
int start = 0; //removeExtraSpaces后保证第一个单词的开始下标一定是0。
for (int i = 0; i <= s.size(); ++i) {
if (i == s.size() || s[i] == ' ') { //到达空格或者串尾，说明一个单词结束。进行翻转。
reverse(s, start, i - 1); //翻转，注意是左闭右闭 []的翻转。
start = i + 1; //更新下一个单词的开始下标start
}
}
return s;
}
};
```
## 其他语言版本
Java：
```Java
class Solution {
/**
* 不使用Java内置方法实现
*
* 1.去除首尾以及中间多余空格
* 2.反转整个字符串
* 3.反转各个单词
*/
public String reverseWords(String s) {
// System.out.println("ReverseWords.reverseWords2() called with: s = [" + s + "]");
// 1.去除首尾以及中间多余空格
StringBuilder sb = removeSpace(s);
// 2.反转整个字符串
reverseString(sb, 0, sb.length() - 1);
// 3.反转各个单词
reverseEachWord(sb);
return sb.toString();
}
private StringBuilder removeSpace(String s) {
// System.out.println("ReverseWords.removeSpace() called with: s = [" + s + "]");
int start = 0;
int end = s.length() - 1;
while (s.charAt(start) == ' ') start++;
while (s.charAt(end) == ' ') end--;
StringBuilder sb = new StringBuilder();
while (start <= end) {
char c = s.charAt(start);
if (c != ' ' || sb.charAt(sb.length() - 1) != ' ') {
sb.append(c);
}
start++;
}
// System.out.println("ReverseWords.removeSpace returned: sb = [" + sb + "]");
return sb;
}
/**
* 反转字符串指定区间[start, end]的字符
*/
public void reverseString(StringBuilder sb, int start, int end) {
// System.out.println("ReverseWords.reverseString() called with: sb = [" + sb + "], start = [" + start + "], end = [" + end + "]");
while (start < end) {
char temp = sb.charAt(start);
sb.setCharAt(start, sb.charAt(end));
sb.setCharAt(end, temp);
start++;
end--;
}
// System.out.println("ReverseWords.reverseString returned: sb = [" + sb + "]");
}
private void reverseEachWord(StringBuilder sb) {
int start = 0;
int end = 1;
int n = sb.length();
while (start < n) {
while (end < n && sb.charAt(end) != ' ') {
end++;
}
reverseString(sb, start, end - 1);
start = end + 1;
end = start + 1;
}
}
}
```
```java
//解法二：创建新字符数组填充。时间复杂度O(n)
class Solution {
public String reverseWords(String s) {
//源字符数组
char[] initialArr = s.toCharArray();
//新字符数组
char[] newArr = new char[initialArr.length+1];//下面循环添加"单词 "，最终末尾的空格不会返回
int newArrPos = 0;
//i来进行整体对源字符数组从后往前遍历
int i = initialArr.length-1;
while(i>=0){
while(i>=0 && initialArr[i] == ' '){i--;} //跳过空格
//此时i位置是边界或!=空格，先记录当前索引，之后的while用来确定单词的首字母的位置
int right = i;
while(i>=0 && initialArr[i] != ' '){i--;}
//指定区间单词取出(由于i为首字母的前一位，所以这里+1,)，取出的每组末尾都带有一个空格
for (int j = i+1; j <= right; j++) {
newArr[newArrPos++] = initialArr[j];
if(j == right){
newArr[newArrPos++] = ' ';//空格
}
}
}
//若是原始字符串没有单词，直接返回空字符串；若是有单词，返回0-末尾空格索引前范围的字符数组(转成String返回)
if(newArrPos == 0){
return "";
}else{
return new String(newArr,0,newArrPos-1);
}
}
}
```
```java
//解法三：双反转+移位，在原始数组上进行反转。空间复杂度O(1)
class Solution {
/**
* 思路：
* ①反转字符串 "the sky is blue " => " eulb si yks eht"
* ②遍历 " eulb si yks eht"，每次先对某个单词进行反转再移位
* 这里以第一个单词进行为演示：" eulb si yks eht" ==反转=> " blue si yks eht" ==移位=> "blue si yks eht"
*/
public String reverseWords(String s) {
//步骤1：字符串整体反转（此时其中的单词也都反转了）
char[] initialArr = s.toCharArray();
reverse(initialArr, 0, s.length() - 1);
int k = 0;
for (int i = 0; i < initialArr.length; i++) {
if (initialArr[i] == ' ') {
continue;
}
int tempCur = i;
while (i < initialArr.length && initialArr[i] != ' ') {
i++;
}
for (int j = tempCur; j < i; j++) {
if (j == tempCur) { //步骤二：二次反转
reverse(initialArr, tempCur, i - 1);//对指定范围字符串进行反转，不反转从后往前遍历一个个填充有问题
}
//步骤三：移动操作
initialArr[k++] = initialArr[j];
if (j == i - 1) { //遍历结束
//避免越界情况，例如=> "asdasd df f"，不加判断最后就会数组越界
if (k < initialArr.length) {
initialArr[k++] = ' ';
}
}
}
}
if (k == 0) {
return "";
} else {
//参数三：以防出现如"asdasd df f"=>"f df asdasd"正好凑满不需要省略空格情况
return new String(initialArr, 0, (k == initialArr.length) && (initialArr[k - 1] != ' ') ? k : k - 1);
}
}
public void reverse(char[] chars, int begin, int end) {
for (int i = begin, j = end; i < j; i++, j--) {
chars[i] ^= chars[j];
chars[j] ^= chars[i];
chars[i] ^= chars[j];
}
}
}
```
python:
```Python
class Solution:
#1.去除多余的空格
def trim_spaces(self,s):
n=len(s)
left=0
right=n-1
while left<=right and s[left]==' ': #去除开头的空格
left+=1
while left<=right and s[right]==' ': #去除结尾的空格
right=right-1
tmp=[]
while left<=right: #去除单词中间多余的空格
if s[left]!=' ':
tmp.append(s[left])
elif tmp[-1]!=' ': #当前位置是空格，但是相邻的上一个位置不是空格，则该空格是合理的
tmp.append(s[left])
left+=1
return tmp
#2.翻转字符数组
def reverse_string(self,nums,left,right):
while left