题目：剑指Offer 05.替换空格
请实现一个函数，把字符串 s 中的每个空格替换成"%20"。
示例 1：
输入：s = “We are happy.”
输出：“We%20are%20happy.”
思路
如果想把这道题目做到极致，就不要只用额外的辅助空间了！
首先扩充数组到每个空格替换成"%20"之后的大小。
然后从后向前替换空格，也就是双指针法，过程如下：
i指向新长度的末尾，j指向旧长度的末尾。
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有同学问了，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向后移动。
其实很多数组填充类的问题，都可以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：
- 不用申请新数组。
- 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。
时间复杂度，空间复杂度均超过100%的用户。
C++代码如下：
class Solution {
public:
string replaceSpace(string s) {
int count = 0; // 统计空格的个数
int sOldSize = s.size();
for (int i = 0; i < s.size(); i++) {
if (s[i] == ' ') {
count++;
}
}
// 扩充字符串s的大小，也就是每个空格替换成"%20"之后的大小
s.resize(s.size() + count * 2);
int sNewSize = s.size();
// 从后先前将空格替换为"%20"
for (int i = sNewSize - 1, j = sOldSize - 1; j < i; i--, j--) {
if (s[j] != ' ') {
s[i] = s[j];
} else {
s[i] = '0';
s[i - 1] = '2';
s[i - 2] = '%';
i -= 2;
}
}
return s;
}
};
- 时间复杂度：O(n)
- 空间复杂度：O(1)
此时算上本题，我们已经做了七道双指针相关的题目了分别是：
拓展
这里也给大家拓展一下字符串和数组有什么差别，
字符串是若干字符组成的有限序列，也可以理解为是一个字符数组，但是很多语言对字符串做了特殊的规定，接下来我来说一说C/C++中的字符串。
在C语言中，把一个字符串存入一个数组时，也把结束符 '\0’存入数组，并以此作为该字符串是否结束的标志。
例如这段代码：
char a[5] = "asd";
for (int i = 0; a[i] != '\0'; i++) {
}
在C++中，提供一个string类，string类会提供 size接口，可以用来判断string类字符串是否结束，就不用’\0’来判断是否结束。
例如这段代码:
string a = "asd";
for (int i = 0; i < a.size(); i++) {
}
那么vector< char > 和 string 又有什么区别呢？
其实在基本操作上没有区别，但是 string提供更多的字符串处理的相关接口，例如string 重载了+，而vector却没有。
所以想处理字符串，我们还是会定义一个string类型。
其他语言版本
C：
char* replaceSpace(char* s){
//统计空格数量
int count = 0;
int len = strlen(s);
for (int i = 0; i < len; i++) {
if (s[i] == ' ') {
count++;
}
}
//为新数组分配空间
int newLen = len + count * 2;
char* result = malloc(sizeof(char) * newLen + 1);
//填充新数组并替换空格
for (int i = len - 1, j = newLen - 1; i >= 0; i--, j--) {
if (s[i] != ' ') {
result[j] = s[i];
} else {
result[j--] = '0';
result[j--] = '2';
result[j] = '%';
}
}
result[newLen] = '\0';
return result;
}
Java：
//使用一个新的对象，复制 str，复制的过程对其判断，是空格则替换，否则直接复制，类似于数组复制
public static String replaceSpace(String s) {
if (s == null) {
return null;
}
//选用 StringBuilder 单线程使用，比较快，选不选都行
StringBuilder sb = new StringBuilder();
//使用 sb 逐个复制 s ，碰到空格则替换，否则直接复制
for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
//s.charAt(i) 为 char 类型，为了比较需要将其转为和 " " 相同的字符串类型
//if (" ".equals(String.valueOf(s.charAt(i)))){}
if (s.charAt(i) == ' ') {
sb.append("%20");
} else {
sb.append(s.charAt(i));
}
}
return sb.toString();
}
//方式二：双指针法
public String replaceSpace(String s) {
if(s == null || s.length() == 0){
return s;
}
//扩充空间，空格数量2倍
StringBuilder str = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
if(s.charAt(i) == ' '){
str.append(" ");
}
}
//若是没有空格直接返回
if(str.length() == 0){
return s;
}
//有空格情况 定义两个指针
int left = s.length() - 1;//左指针：指向原始字符串最后一个位置
s += str.toString();
int right = s.length()-1;//右指针：指向扩展字符串的最后一个位置
char[] chars = s.toCharArray();
while(left>=0){
if(chars[left] == ' '){
chars[right--] = '0';
chars[right--] = '2';
chars[right] = '%';
}else{
chars[right] = chars[left];
}
left--;
right--;
}
return new String(chars);
}
Go：
// 遍历添加
func replaceSpace(s string) string {
b := []byte(s)
result := make([]byte, 0)
for i := 0; i < len(b); i++ {
if b[i] == ' ' {
result = append(result, []byte("%20")...)
} else {
result = append(result, b[i])
}
}
return string(result)
}
// 原地修改
func replaceSpace(s string) string {
b := []byte(s)
length := len(b)
spaceCount := 0
// 计算空格数量
for _, v := range b {
if v == ' ' {
spaceCount++
}
}
// 扩展原有切片
resizeCount := spaceCount * 2
tmp := make([]byte, resizeCount)
b = append(b, tmp...)
i := length - 1
j := len(b) - 1
for i >= 0 {
if b[i] != ' ' {
b[j] = b[i]
i--
j--
} else {
b[j] = '0'
b[j-1] = '2'
b[j-2] = '%'
i--
j = j - 3
}
}
return string(b)
}
python：
class Solution:
def replaceSpace(self, s: str) -> str:
counter = s.count(' ')
res = list(s)
# 每碰到一个空格就多拓展两个格子，1 + 2 = 3个位置存’%20‘
res.extend([' '] * counter * 2)
# 原始字符串的末尾，拓展后的末尾
left, right = len(s) - 1, len(res) - 1
while left >= 0:
if res[left] != ' ':
res[right] = res[left]
right -= 1
else:
# [right - 2, right), 左闭右开
res[right - 2: right + 1] = '%20'
right -= 3
left -= 1
return ''.join(res)
class Solution:
def replaceSpace(self, s: str) -> str:
# method 1 - Very rude
return "%20".join(s.split(" "))
# method 2 - Reverse the s when counting in for loop, then update from the end.
n = len(s)
for e, i in enumerate(s[::-1]):
print(i, e)
if i == " ":
s = s[: n - (e + 1)] + "%20" + s[n - e:]
print("")
return s
javaScript:
/**
* @param {string} s
* @return {string}
*/
var replaceSpace = function(s) {
// 字符串转为数组
const strArr = Array.from(s);
let count = 0;
// 计算空格数量
for(let i = 0; i < strArr.length; i++) {
if (strArr[i] === ' ') {
count++;
}
}
let left = strArr.length - 1;
let right = strArr.length + count * 2 - 1;
while(left >= 0) {
if (strArr[left] === ' ') {
strArr[right--] = '0';
strArr[right--] = '2';
strArr[right--] = '%';
left--;
} else {
strArr[right--] = strArr[left--];
}
}
// 数组转字符串
return strArr.join('');
};
TypeScript：
function replaceSpace(s: string): string {
let arr: string[] = s.split('');
let spaceNum: number = 0;
let oldLength: number = arr.length;
for (let i = 0; i < oldLength; i++) {
if (arr[i] === ' ') {
spaceNum++;
}
}
arr.length = oldLength + 2 * spaceNum;
let cur: number = oldLength - 1;
for (let i = arr.length - 1; i >= 0; i--, cur--) {
if (arr[cur] !== ' ') {
arr[i] = arr[cur]
} else {
arr[i] = '0';
arr[--i] = '2';
arr[--i] = '%';
}
}
return arr.join('');
};
Swift:
func replaceSpace(_ s: String) -> String {
var strArr = Array(s)
var count = 0
// 统计空格的个数
for i in strArr {
if i == " " {
count += 1
}
}
// left 指向旧数组的最后一个元素
var left = strArr.count - 1
// right 指向扩容后数组的最后一个元素（这里还没对数组进行实际上的扩容）
var right = strArr.count + count * 2 - 1
// 实际对数组扩容
for _ in 0..<(count * 2) {
strArr.append(" ")
}
while left < right {
if strArr[left] == " " {
strArr[right] = "0"
strArr[right - 1] = "2"
strArr[right - 2] = "%"
left -= 1
right -= 3
} else {
strArr[right] = strArr[left]
left -= 1
right -= 1
}
}
return String(strArr)
}
Scala:
方式一: 双指针
object Solution {
def replaceSpace(s: String): String = {
var count = 0
s.foreach(c => if (c == ' ') count += 1) // 统计空格的数量
val sOldSize = s.length // 旧数组字符串长度
val sNewSize = s.length + count * 2 // 新数组字符串长度
val res = new Array[Char](sNewSize) // 新数组
var index = sNewSize - 1 // 新数组索引
// 逆序遍历
for (i <- (0 until sOldSize).reverse) {
if (s(i) == ' ') {
res(index) = '0'
index -= 1
res(index) = '2'
index -= 1
res(index) = '%'
} else {
res(index) = s(i)
}
index -= 1
}
res.mkString
}
}
方式二: 使用一个集合，遇到空格就添加%20
object Solution {
import scala.collection.mutable.ListBuffer
def replaceSpace(s: String): String = {
val res: ListBuffer[Char] = ListBuffer[Char]()
for (i <- s.indices) {
if (s(i) == ' ') {
res += '%'
res += '2'
res += '0'
}else{
res += s(i)
}
}
res.mkString
}
}
方式三: 使用map
object Solution {
def replaceSpace(s: String): String = {
s.map(c => if(c == ' ') "%20" else c).mkString
}
}
PHP：
function replaceSpace($s){
$sLen = strlen($s);
$moreLen = $this->spaceLen($s) * 2;
$head = $sLen - 1;
$tail = $sLen + $moreLen - 1;
$s = $s . str_repeat(' ', $moreLen);
while ($head != $tail) {
if ($s[$head] == ' ') {
$s[$tail--] = '0';
$s[$tail--] = '2';
$s[$tail] = '%';
} else {
$s[$tail] = $s[$head];
}
$head--;
$tail--;
}
return $s;
}
// 统计空格个数
function spaceLen($s){
$count = 0;
for ($i = 0; $i < strlen($s); $i++) {
if ($s[$i] == ' ') {
$count++;
}
}
return $count;
}
Rust
impl Solution {
pub fn replace_space(s: String) -> String {
let mut len: usize = s.len();
let mut s = s.chars().collect::<Vec<char>>();
let mut count = 0;
for i in &s {
if i.is_ascii_whitespace() {
count += 1;
}
}
let mut new_len = len + count * 2;
s.resize(new_len, ' ');
while len < new_len {
len -= 1;
new_len -= 1;
if s[len].is_ascii_whitespace() {
s[new_len] = '0';
s[new_len - 1] = '2';
s[new_len - 2] = '%';
new_len -= 2;
}
else { s[new_len] = s[len] }
}
s.iter().collect::<String>()
}
}