• 几道 BAT 算法面试中经常问的「字符串」问题


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    String 作为最常见的编程语言类型之一,在算法面试中出现的频率极高。

    1. 验证回文串

    题目来源于 LeetCode 第 125 号问题:验证回文串。这道题目是 初级程序员 在面试的时候经常遇到的一道算法题,而且面试官喜欢面试者手写!

    题目描述

    给定一个字符串,验证它是否是回文串,只考虑字母和数字字符,可以忽略字母的大小写。

    说明:本题中,我们将空字符串定义为有效的回文串。

    示例 1:

    输入: "A man, a plan, a canal: Panama"
    输出: true

    示例 2:

    输入: "race a car"
    输出: false

    题目解析

    先理解一个概念:所谓回文,就是一个正读和反读都一样的字符串。

    先假设是验证一个单词 level 是否是回文字符串,通过概念涉及到 正 与 反 ,那么很容易想到使用双指针,从字符的开头和结尾处开始遍历整个字符串,相同则继续向前寻找,不同则直接返回 false。

    而这里与单独验证一个单词是否是回文字符串有所区别的是加入了 空格 与 非字母数字的字符,但实际上的做法一样的:

    一开始先建立两个指针,left 和 right , 让它们分别从字符的开头和结尾处开始遍历整个字符串。

    如果遇到非字母数字的字符就跳过,继续往下找,直到找到下一个字母数字或者结束遍历,如果遇到大写字母,就将其转为小写。

    当左右指针都找到字母数字时,可以进行比较的时候,比较这两个字符,如果相等,则两个指针向它们的前进方向挪动,然后继续比较下面两个分别找到的字母数字,若不相等,直接返回 false。

    动画描述

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    动画描述

    代码实现

    注:isLetterOrDigit 方法确定指定的字符是否为字母或数字。

    class Solution {
        public boolean isPalindrome(String s) {
            if(s.length() == 0)
                 return true;
            int l = 0, r = s.length() - 1;
            while(l < r){
                //确定指定的字符是否为字母或数字
                if(!Character.isLetterOrDigit(s.charAt(l))){
                    l++;
                }else if(!Character.isLetterOrDigit(s.charAt(r))){
                    r--;
                }else{
                    if(Character.toLowerCase(s.charAt(l)) != Character.toLowerCase(s.charAt(r)))
                        return false;
                    l++;
                    r--;
                } 
            }
            return true;
        }
    }

    2. 分割回文串

    题目来源于 LeetCode 第 131 号问题:分割回文串。

    题目描述

    给定一个字符串 s,将 s 分割成一些子串,使每个子串都是回文串。

    返回 s 所有可能的分割方案。

    示例:

    输入: "aab"
    输出:
    [
      ["aa","b"],
      ["a","a","b"]
    ]

    题目解析

    首先,对于一个字符串的分割,肯定需要将所有分割情况都遍历完毕才能判断是不是回文数。不能因为 abba 是回文串,就认为它的所有子串都是回文的。

    既然需要将所有的分割方法都找出来,那么肯定需要用到DFS(深度优先搜索)或者BFS(广度优先搜索)。

    在分割的过程中对于每一个字符串而言都可以分为两部分:左边一个回文串加右边一个子串,比如 "abc" 可分为 "a" + "bc" 。 然后对"bc"分割仍然是同样的方法,分为"b"+"c"。

    在处理的时候去优先寻找更短的回文串,然后回溯找稍微长一些的回文串分割方法,不断回溯,分割,直到找到所有的分割方法。

    举个?:分割"aac"。

    1. 分割为 a + ac

    2. 分割为 a + a + c,分割后,得到一组结果,再回溯到  a + ac

    3. a + ac 中 ac 不是回文串,继续回溯,回溯到 aac

    4. 分割为稍长的回文串,分割为 aa + c 分割完成得到一组结果,再回溯到 aac

    5. aac 不是回文串,搜索结束

    动画描述

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    动画描述

    代码实现

    class Solution {
        List<List<String>> res = new ArrayList<>();

        public List<List<String>> partition(String s) {
            if(s==null||s.length()==0)
                return res;
            dfs(s,new ArrayList<String>(),0);
            return res;
        }

        public void dfs(String s,List<String> remain,int left){
            if(left==s.length()){  //判断终止条件
                res.add(new ArrayList<String>(remain));  //添加到结果中
                return;
            }
            for(int right=left;right<s.length();right++){  //从left开始,依次判断left->right是不是回文串
                if(isPalindroom(s,left,right)){  //判断是否是回文串
                    remain.add(s.substring(left,right+1));   //添加到当前回文串到list中
                    dfs(s,remain,right+1);  //从right+1开始继续递归,寻找回文串
                    remain.remove(remain.size()-1);  //回溯,从而寻找更长的回文串
                }
            }
        }
        /**
        * 判断是否是回文串
        */

        public boolean isPalindroom(String s,int left,int right){
            while(left<right&&s.charAt(left)==s.charAt(right)){
                left++;
                right--;
            }
            return left>=right;
        }
    }

    3. 单词拆分

    题目来源于 LeetCode 第 139 号问题:单词拆分。

    题目描述

    给定一个非空字符串 s 和一个包含非空单词列表的字典 wordDict,判定 s 是否可以被空格拆分为一个或多个在字典中出现的单词。

    说明:

    • 拆分时可以重复使用字典中的单词。

    • 你可以假设字典中没有重复的单词。

    题目解析

    与上面的第二题 分割回文串 有些类似,都是拆分,但是如果此题采取 深度优先搜索 的方法来解决的话,答案是超时的,不信的同学可以试一下~

    为什么会超时呢?

    因为使用 深度优先搜索 会重复的计算了有些位的可拆分情况,这种情况的优化肯定是需要 动态规划 来处理的。

    如果不知道动态规划的,可以看一下小吴之前的万字长文,比较详细的介绍了动态规划的概念。

    在这里,只需要去定义一个数组 boolean[] memo,其中第 i 位 memo[i] 表示待拆分字符串从第 0 位到第 i-1 位是否可以被成功地拆分。

    然后分别计算每一位是否可以被成功地拆分。

    代码实现

    class Solution {
        public boolean wordBreak(String s, List<String> wordDict) {
            int n = s.length();
            int max_length=0;
            for(String temp:wordDict){
                max_length = temp.length() > max_length ? temp.length() : max_length;
            }
            // memo[i] 表示 s 中以 i - 1 结尾的字符串是否可被 wordDict 拆分
            boolean[] memo = new boolean[n + 1];
            memo[0] = true;
            for (int i = 1; i <= n; i++) {
                for (int j = i-1; j >= 0 && max_length >= i - j; j--) {
                    if (memo[j] && wordDict.contains(s.substring(j, i))) {
                        memo[i] = true;
                        break;
                    }
                }
            }
            return memo[n];
        }
    }

    4. 反转字符串

    题目来源于 LeetCode 第 344 号问题:反转字符串。面试官最喜欢让你手写的一道算法题!

    题目描述

    编写一个函数,其作用是将输入的字符串反转过来。输入字符串以字符数组 char[] 的形式给出。

    不要给另外的数组分配额外的空间,你必须原地修改输入数组、使用 O(1) 的额外空间解决这一问题。

    你可以假设数组中的所有字符都是 ASCII 码表中的可打印字符。

    示例 1:

    输入:["h","e","l","l","o"]
    输出:["o","l","l","e","h"]

    示例 2:

    输入:["H","a","n","n","a","h"]
    输出:["h","a","n","n","a","H"]

    题目解析

    这道题没什么难度,直接从两头往中间走,同时交换两边的字符。注意需要白板编程写出来即可,也注意千万别回答一句使用 reverse() 这种高级函数来解决。。。

    动画描述

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    动画

    代码实现

    class Solution {
    public:
        string reverseString(string s) {
            int i = 0, j = s.size() - 1;
            while (i < j){
                swap(s[i],s[j]);
                i++;
                j--;
            }
            return s;
        }
    };

    5. 把字符串转换成整数

    题目来源于剑指 offer 。

    题目描述

    将一个字符串转换成一个整数,字符串不是一个合法的数值则返回 0,要求不能使用字符串转换整数的库函数。

    题目解析

    这道题要考虑全面,对异常值要做出处理。

    对于这个题目,需要注意的要点有:

    • 指针是否为空指针以及字符串是否为空字符串;

    • 字符串对于正负号的处理;

    • 输入值是否为合法值,即小于等于'9',大于等于'0';

    • int为32位,需要判断是否溢出;

    • 使用错误标志,区分合法值0和非法值0。

    代码实现

    public class Solution {
        public int StrToInt(String str) {
        if (str == null || str.length() == 0)
            return 0;
        boolean isNegative = str.charAt(0) == '-';
        int ret = 0;
        for (int i = 0; i < str.length(); i++) {
            char c = str.charAt(i);
            if (i == 0 && (c == '+' || c == '-'))  /* 符号判定 */
                continue;
            if (c < '0' || c > '9')                /* 非法输入 */
                return 0;
            ret = ret * 10 + (c - '0');
        }
        return isNegative ? -ret : ret;
      }
    }



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