重做剑指offer（二）——替换空格

分析：本题比较简单，很容易可以想到思路。我们从头开始扫描字符串，当遇到空格时，就将空格替换为%20，并且后面的字符全都往右移动两个单位。这样的解法毫无疑问是正确的，但是细想一下，对于一个长度为n的字符串，每次遇到空格，要对后面的O(n)个字符进行移动，若含有O(n)个空格，这个算法的时间复杂度为O(n²)。代码如下：

public class Solution {
    public String replaceSpace(StringBuffer str) {
        int L = str.length();
        if(L  == 0)
            return new String(str);
        int numspace = 0,i,j;
        for(i = 0;i < L + 2 * numspace;i++){
            if(str.charAt(i) == ' '){
                numspace++;
                str.setLength(L + 2 * numspace);
                for(j = L + 2 * numspace - 3;j > i;j--){
                    str.setCharAt(j + 2, str.charAt(j));
                }
                str.setCharAt(i, '%');
                str.setCharAt(i + 1, '2');
                str.setCharAt(i + 2, '0');
                i = i + 2;
            }
        }
        return new String(str);
    }
}

改进算法：依照《剑指offer》上的思路，这题还可以写出一个时间复杂度为O(n)的算法，首先遍历字符串，得到空格的数量，再从后往前开始扫描，这样代码中只需要一层循环就可以解决问题，虽然存在两个循环，但是这两个循环不存在嵌套关系，所以时间复杂度为O(n)，代码如下：

public class Solution {
    public String replaceSpace(StringBuffer str) {
        int L = str.length();
        if(L  == 0)
            return new String(str);
        int i,j,numspace = 0;
        for(i = 0;i < L;i++){
            if(str.charAt(i) == ' ')
                numspace++;
        }
        int newL = L + 2*numspace;
        i = L-1;
        j = newL-1;
        str.setLength(newL);
        while(i >= 0&&j >= 0){
            if(str.charAt(i) == ' '){
                str.setCharAt(j--, '0');
                str.setCharAt(j--, '2');
                str.setCharAt(j--, '%');
            }
            else{
                str.setCharAt(j--, str.charAt(i));
                }
            
            i--;
        }
        return new String(str);
    }
}

第二次读题时，脑子里又冒出来一个想法：首先用split()函数将字符串以空格为界分开，并存在一个字符串数组里，再将连接起来，连接时加上"%20"就可以了。这是一个以空间换时间的方法，需要开辟一个空的字符数组。想法很简单，这里就先不给出代码了，各位看官若有兴趣可以自己实践一下。

知识点总结：不知大家发现没有，这题输入的参数类型是StringBuffer而不是String，那提到这两个就有必要把StringBuilder 也请出来了。
String：字符串常量

StringBuffer：字符串变量

StringBuilder：字符串变量
从上面的名字可以看到，String是“字符串常量”，也就是不可改变的对象。记住一句话“对String对象的任何改变都不影响到原对象，相关的任何change操作都会生成新的对象。”

三者在运行速度上的比较：StringBuilder > StringBuffer > String
原因也就是上面那句话，在解释一边就是String为字符串常量，而StringBuilder和StringBuffer均为字符串变量，即String对象一旦创建之后该对象是不可更改的，但后两者的对象是变量，是可以更改的。
举例看一段代码：

String str="abc";
System.out.println(str);
str=str+"de";
System.out.println(str);

如果运行这段代码会发现先输出“abc”，然后又输出“abcde”，好像是str这个对象被更改了，其实，这只是一种假象罢了，JVM对于这几行代码是这样处理的，首先创建一个String对象str，并把“abc”赋值给str，然后在第三行中，其实JVM又创建了一个新的对象也名为str，然后再把原来的str的值和“de”加起来再赋值给新的str，而原来的str就会被JVM的垃圾回收机制（GC）给回收掉了，所以，str实际上并没有被更改，也就是前面说的String对象一旦创建之后就不可更改了。所以，Java中对String对象进行的操作实际上是一个不断创建新的对象并且将旧的对象回收的一个过程，所以执行速度很慢。

而StringBuilder和StringBuffer的对象是变量，对变量进行操作就是直接对该对象进行更改，而不进行创建和回收的操作，所以速度要比String快很多。

在线程安全上，StringBuilder是线程不安全的，而StringBuffer是线程安全的。
如果一个StringBuffer对象在字符串缓冲区被多个线程使用时，StringBuffer中很多方法可以带有synchronized关键字，所以可以保证线程是安全的，但StringBuilder的方法则没有该关键字，所以不能保证线程安全，有可能会出现一些错误的操作。所以如果要进行的操作是多线程的，那么就要使用StringBuffer，但是在单线程的情况下，还是建议使用速度比较快的StringBuilder。

总结一下
String：适用于少量的字符串操作的情况。

StringBuilder：适用于单线程下在字符缓冲区进行大量操作的情况。

StringBuffer：适用多线程下在字符缓冲区进行大量操作的情况。

（关于String、StringBuffer、StringBuilder的介绍主要来自引用）