剑指offer——替换空格

数组类型的题目写的差不多了，接下来开始做字符串相关的，原题目链接：替换空格。

为了方便直接阅读，还是先抄一下题目。

题目描述：

请实现一个函数，将一个字符串中的每个空格替换成"%20"。例如，当字符串为We Are Happy.则经替换后的字符串为We%20Are%20Happy。

 题目分析：

对于字符串相关的问题，通常都会做一下两点考虑：

1.将字符串当作一个字符数组

2.对其中的字符，采用指针进行操作。

对于所给的这个例子，首先将其考虑为如图所示的情况：

 

接下来，需要使用指针来遍历该字符串，判断其中的某个字符是否为空格。如果是空格，那么就需要对该位置以及之后的所有位置元素进行移位等操作。

在此题目中，是要求将空格替换成"%20"，从长度上来看，就是用3个字符，替换1个字符；也就是说，出现1次空格，字符串的长度就要增加2；那么用指针遍历一次该字符串，就可以得到替换之后的字符串长度。

接下来比较麻烦，那就是对字符进行移位。

移位可以先从前往后移：当前面出现空格时，将此处之后的所有元素向后移动；

也可以从后往前移：当后面出现空格时，将此处之后的所有元素向后移动；

由于我们可以得到替换之后字符串的总长度，那么如果从后往前移动，就会减少移动的次数。

所以此题目中关键是：要从后往前移动。

移动的过程如下图所示：

　　就以题目所给的字符串“We Are Happy."为例；

首先是步骤(a)用一个指针P1从前往后遍历每个字符，获取空格字符的个数，当遍历到字符串的结束标志时，计算出需要增加的位数n，然后将指针P2从P1处向后移动n位。

然后是步骤(b)开始从后逐渐移动字符，将P1处的字符移动给P2，然后两个指针均向前移动1位；继续如此操作，直到P1移动到空格字符的位置。

接着是步骤(c)指针P1始终指向空格位置，指针P2位置依次填入"0","2","%"，每填入一个字符，P2就向前移动一下；填入这3个字符后，P1开始继续向前移动。

然后是步骤(d)对于字符中的其余位置和空格也都进行如步骤(b)和(c)的操作。

最后是步骤(e)直到P2和P1指向同一个位置时，字符串替换完毕。

实现代码如下所示：

public String replaceSpace(StringBuffer str) {
        if(str == null || str.length() <= 0){
            return str.toString();
        }
        int space_num = 0;    //字符中空格的个数
        for(int i=0; i<str.length(); i++){
            if(str.charAt(i) == ' '){
                space_num++;
            }
        }
        if(space_num == 0){    //若没有空格，则不需要替换
            return str.toString();
        }
        //Java中没有指针，但是有索引，类似于数组下标
        int index_old = str.length() - 1;    //指向最后一个字符的位置
        int index_new = index_old + space_num * 2;    //指向替换后的最后一个字符位置
        str.setLength(index_new + 1);    //要重置一下str的字符串长度，不然会下标越界
        while(index_old < index_new && index_old >= 0){
            if(str.charAt(index_old) != ' '){    //若该位置不是空格，则直接设置到替换后的位置
                str.setCharAt(index_new, str.charAt(index_old));
                index_old--;
                index_new--;
            }else{    //若该位置是空格，则将替换内容逐个加进去
                str.setCharAt(index_new, '0'); index_new--;
                str.setCharAt(index_new, '2'); index_new--;
                str.setCharAt(index_new, '%'); index_new--;
                index_old--;
            }
        }
        return str.toString();
    }

此代码在牛客网上运行时间为17ms。

 在Java语言中，有个专门处理字符串的类，即StringBuffer。

String与StringBuffer都可以存储字符串，但是String是字符串常量，不可以修改其中的单个字符；而StringBuffer是字符串变量，其中的字符是可以修改和扩充的。并且两者可以实现互换。

如果利用StringBuffer的体征，就不需要进行上述复杂的操作了，直接替换即可。

实现代码如下：

    public String replaceSpace(StringBuffer str) {
        if(str == null){
            return null;
        }
        //创建一个空的StringBuffer
        StringBuffer newStr = new StringBuffer();
        for(int i=0; i<str.length(); i++){
            if(str.charAt(i) != ' '){    //如果str中的某个字符不是空格，则在newStr的末尾加入该字符
                newStr.append(str.charAt(i));
            }else{    //若出现空格，则依次向newStr末尾加入替换元素
                newStr.append('%');
                newStr.append('2');
                newStr.append('0');
            }
        }
        return newStr.toString();    //将newStr转换成String返回
    }

此代码在牛客网上的运行时间为20ms。