[算法總結] 搞定 BAT 面試——幾道常見的子符串算法題

時間  2019-11-10
標籤 算法 總結 搞定 bat 面試 常見的 符串 欄目 快樂工作 简体版
原文   原文鏈接

說明

考慮到篇幅問題，我會分兩次更新這個內容。本篇文章只是原文的一部分，我在原文的基礎上增長了部份內容以及修改了部分代碼和註釋。另外，我增長了愛奇藝 2018 秋招 Java：求給定合法括號序列的深度 這道題。全部代碼均編譯成功，並帶有註釋，歡迎各位享用！html

1. KMP 算法

談到字符串問題，不得不提的就是 KMP 算法，它是用來解決字符串查找的問題，能夠在一個字符串（S）中查找一個子串（W）出現的位置。KMP 算法把字符匹配的時間複雜度縮小到 O(m+n) ,而空間複雜度也只有O(m)。由於「暴力搜索」的方法會反覆回溯主串，致使效率低下，而KMP算法能夠利用已經部分匹配這個有效信息，保持主串上的指針不回溯，經過修改子串的指針，讓模式串儘可能地移動到有效的位置。java

具體算法細節請參考：git

除此以外，再來了解一下BM算法！面試

BM算法也是一種精確字符串匹配算法，它採用從右向左比較的方法，同時應用到了兩種啓發式規則，即壞字符規則 和好後綴規則 ，來決定向右跳躍的距離。基本思路就是從右往左進行字符匹配，遇到不匹配的字符後從壞字符表和好後綴表找一個最大的右移值，將模式串右移繼續匹配。
《字符串匹配的KMP算法》: http://www.ruanyifeng.com/blo...

2. 替換空格

劍指offer：請實現一個函數，將一個字符串中的每一個空格替換成「%20」。例如，當字符串爲We Are Happy.則通過替換以後的字符串爲We%20Are%20Happy。

這裏我提供了兩種方法：①常規方法；②利用 API 解決。算法

//https://www.weiweiblog.cn/replacespace/
public class Solution {

    /**
     * 第一種方法：常規方法。利用String.charAt(i)以及String.valueOf(char).equals(" "
     * )遍歷字符串並判斷元素是否爲空格。是則替換爲"%20",不然不替換
     */
    public static String replaceSpace(StringBuffer str) {

        int length = str.length();
        // System.out.println("length=" + length);
        StringBuffer result = new StringBuffer();
        for (int i = 0; i < length; i++) {
            char b = str.charAt(i);
            if (String.valueOf(b).equals(" ")) {
                result.append("%20");
            } else {
                result.append(b);
            }
        }
        return result.toString();

    }

    /**
     * 第二種方法：利用API替換掉所用空格，一行代碼解決問題
     */
    public static String replaceSpace2(StringBuffer str) {

        return str.toString().replaceAll("\\s", "%20");
    }
}

3. 最長公共前綴

Leetcode: 編寫一個函數來查找字符串數組中的最長公共前綴。若是不存在公共前綴，返回空字符串 ""。

示例 1:數組

輸入: ["flower","flow","flight"]
輸出: "fl"

示例 2:微信

輸入: ["dog","racecar","car"]
輸出: ""
解釋: 輸入不存在公共前綴。

思路很簡單！先利用Arrays.sort(strs)爲數組排序，再將數組第一個元素和最後一個元素的字符從前日後對比便可！app

//https://leetcode-cn.com/problems/longest-common-prefix/description/
public class Main {
    public static String replaceSpace(String[] strs) {

        // 數組長度
        int len = strs.length;
        // 用於保存結果
        StringBuffer res = new StringBuffer();
        // 注意：=是賦值，==是判斷
        if (strs == null || strs.length == 0) {
            return "";
        }
        // 給字符串數組的元素按照升序排序(包含數字的話，數字會排在前面)
        Arrays.sort(strs);
        int m = strs[0].length();
        int n = strs[len - 1].length();
        int num = Math.min(m, n);
        for (int i = 0; i < num; i++) {
            if (strs[0].charAt(i) == strs[len - 1].charAt(i)) {
                res.append(strs[0].charAt(i));
            } else
                break;

        }
        return res.toString();

    } 
     //測試
    public static void main(String[] args) {
        String[] strs = { "customer", "car", "cat" };
        System.out.println(Main.replaceSpace(strs));//c
    }
}

4. 迴文串

4.1. 最長迴文串

LeetCode: 給定一個包含大寫字母和小寫字母的字符串，找到經過這些字母構形成的最長的迴文串。在構造過程當中，請注意區分大小寫。好比 "Aa"不能當作一個迴文字符串。注
意:假設字符串的長度不會超過 1010。
迴文串：「迴文串」是一個正讀和反讀都同樣的字符串，好比「level」或者「noon」等等就是迴文串。——百度百科 地址： https://baike.baidu.com/item/...

示例 1:ide

輸入:
"abccccdd"

輸出:
7

解釋:
咱們能夠構造的最長的迴文串是"dccaccd", 它的長度是 7。

咱們上面已經知道了什麼是迴文串？如今咱們考慮一下能夠構成迴文串的兩種狀況：函數

  • 字符出現次數爲雙數的組合
  • 字符出現次數爲雙數的組合+一個只出現一次的字符

統計字符出現的次數便可，雙數才能構成迴文。由於容許中間一個數單獨出現，好比「abcba」，因此若是最後有字母落單，總長度能夠加 1。首先將字符串轉變爲字符數組。而後遍歷該數組，判斷對應字符是否在hashset中，若是不在就加進去，若是在就讓count++，而後移除該字符！這樣就能找到出現次數爲雙數的字符個數。

//https://leetcode-cn.com/problems/longest-palindrome/description/
class Solution {
    public  int longestPalindrome(String s) {
        if (s.length() == 0)
            return 0;
        // 用於存放字符
        HashSet<Character> hashset = new HashSet<Character>();
        char[] chars = s.toCharArray();
        int count = 0;
        for (int i = 0; i < chars.length; i++) {
            if (!hashset.contains(chars[i])) {// 若是hashset沒有該字符就保存進去
                hashset.add(chars[i]);
            } else {// 若是有,就讓count++（說明找到了一個成對的字符），而後把該字符移除
                hashset.remove(chars[i]);
                count++;
            }
        }
        return hashset.isEmpty() ? count * 2 : count * 2 + 1;
    }
}

4.2. 驗證迴文串

LeetCode: 給定一個字符串，驗證它是不是迴文串，只考慮字母和數字字符，能夠忽略字母的大小寫。 說明：本題中，咱們將空字符串定義爲有效的迴文串。

示例 1:

輸入: "A man, a plan, a canal: Panama"
輸出: true

示例 2:

輸入: "race a car"
輸出: false
//https://leetcode-cn.com/problems/valid-palindrome/description/
class Solution {
    public  boolean isPalindrome(String s) {
        if (s.length() == 0)
            return true;
        int l = 0, r = s.length() - 1;
        while (l < r) {
            // 從頭和尾開始向中間遍歷
            if (!Character.isLetterOrDigit(s.charAt(l))) {// 字符不是字母和數字的狀況
                l++;
            } else if (!Character.isLetterOrDigit(s.charAt(r))) {// 字符不是字母和數字的狀況
                r--;
            } else {
                // 判斷兩者是否相等
                if (Character.toLowerCase(s.charAt(l)) != Character.toLowerCase(s.charAt(r)))
                    return false;
                l++;
                r--;
            }
        }
        return true;
    }
}

4.3. 最長迴文子串

Leetcode: LeetCode: 最長迴文子串 給定一個字符串 s，找到 s 中最長的迴文子串。你能夠假設 s 的最大長度爲1000。

示例 1：

輸入: "babad"
輸出: "bab"
注意: "aba"也是一個有效答案。

示例 2：

輸入: "cbbd"
輸出: "bb"

以某個元素爲中心，分別計算偶數長度的迴文最大長度和奇數長度的迴文最大長度。給你們大體花了個草圖，不要嫌棄！

//https://leetcode-cn.com/problems/longest-palindromic-substring/description/
class Solution {
    private int index, len;

    public String longestPalindrome(String s) {
        if (s.length() < 2)
            return s;
        for (int i = 0; i < s.length() - 1; i++) {
            PalindromeHelper(s, i, i);
            PalindromeHelper(s, i, i + 1);
        }
        return s.substring(index, index + len);
    }

    public void PalindromeHelper(String s, int l, int r) {
        while (l >= 0 && r < s.length() && s.charAt(l) == s.charAt(r)) {
            l--;
            r++;
        }
        if (len < r - l - 1) {
            index = l + 1;
            len = r - l - 1;
        }
    }
}

4.4. 最長迴文子序列

LeetCode: 最長迴文子序列
給定一個字符串s，找到其中最長的迴文子序列。能夠假設s的最大長度爲1000。
最長迴文子序列和上一題最長迴文子串的區別是，子串是字符串中連續的一個序列，而子序列是字符串中保持相對位置的字符序列，例如，"bbbb"能夠是字符串"bbbab"的子序列但不是子串。

給定一個字符串s，找到其中最長的迴文子序列。能夠假設s的最大長度爲1000。

示例 1:

輸入:
"bbbab"
輸出:
4

一個可能的最長迴文子序列爲 "bbbb"。

示例 2:

輸入:
"cbbd"
輸出:
2

一個可能的最長迴文子序列爲 "bb"。

動態規劃： dpi = dpi+1 + 2 if s.charAt(i) == s.charAt(j) otherwise, dpi = Math.max(dpi+1, dpi)

class Solution {
    public int longestPalindromeSubseq(String s) {
        int len = s.length();
        int [][] dp = new int[len][len];
        for(int i = len - 1; i>=0; i--){
            dp[i][i] = 1;
            for(int j = i+1; j < len; j++){
                if(s.charAt(i) == s.charAt(j))
                    dp[i][j] = dp[i+1][j-1] + 2;
                else
                    dp[i][j] = Math.max(dp[i+1][j], dp[i][j-1]);
            }
        }
        return dp[0][len-1];
    }
}

5. 括號匹配深度

愛奇藝 2018 秋招 Java：
一個合法的括號匹配序列有如下定義:

  1. 空串""是一個合法的括號匹配序列
  2. 若是"X"和"Y"都是合法的括號匹配序列,"XY"也是一個合法的括號匹配序列
  3. 若是"X"是一個合法的括號匹配序列,那麼"(X)"也是一個合法的括號匹配序列
  4. 每一個合法的括號序列均可以由以上規則生成。

例如: "","()","()()","((()))"都是合法的括號序列
對於一個合法的括號序列咱們又有如下定義它的深度:

  1. 空串""的深度是0
  2. 若是字符串"X"的深度是x,字符串"Y"的深度是y,那麼字符串"XY"的深度爲max(x,y)
  3. 若是"X"的深度是x,那麼字符串"(X)"的深度是x+1

例如: "()()()"的深度是1,"((()))"的深度是3。牛牛如今給你一個合法的括號序列,須要你計算出其深度。

輸入描述:
輸入包括一個合法的括號序列s,s長度length(2 ≤ length ≤ 50),序列中只包含'('和')'。

輸出描述:
輸出一個正整數,即這個序列的深度。

示例：

輸入:
(())
輸出:
2

思路草圖：

代碼以下：

import java.util.Scanner;

/**
 * https://www.nowcoder.com/test/8246651/summary
 * 
 * @author Snailclimb
 * @date 2018年9月6日
 * @Description: TODO 求給定合法括號序列的深度
 */
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        String s = sc.nextLine();
        int cnt = 0, max = 0, i;
        for (i = 0; i < s.length(); ++i) {
            if (s.charAt(i) == '(')
                cnt++;
            else
                cnt--;
            max = Math.max(max, cnt);
        }
        sc.close();
        System.out.println(max);
    }
}

6. 把字符串轉換成整數

劍指offer: 將一個字符串轉換成一個整數(實現Integer.valueOf(string)的功能，可是string不符合數字要求時返回0)，要求不能使用字符串轉換整數的庫函數。 數值爲0或者字符串不是一個合法的數值則返回0。 
//https://www.weiweiblog.cn/strtoint/
public class Main {

    public static int StrToInt(String str) {
        if (str.length() == 0)
            return 0;
        char[] chars = str.toCharArray();
        // 判斷是否存在符號位
        int flag = 0;
        if (chars[0] == '+')
            flag = 1;
        else if (chars[0] == '-')
            flag = 2;
        int start = flag > 0 ? 1 : 0;
        int res = 0;// 保存結果
        for (int i = start; i < chars.length; i++) {
            if (Character.isDigit(chars[i])) {// 調用Character.isDigit(char)方法判斷是不是數字，是返回True，不然False
                int temp = chars[i] - '0';
                res = res * 10 + temp;
            } else {
                return 0;
            }
        }
        return flag == 1 ? res : -res;

    }

    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        String s = "-12312312";
        System.out.println("使用庫函數轉換：" + Integer.valueOf(s));
        int res = Main.StrToInt(s);
        System.out.println("使用本身寫的方法轉換：" + res);

    }

}
你若怒放，清風自來。 歡迎關注個人微信公衆號：「Java面試通關手冊」，一個有溫度的微信公衆號。公衆號後臺回覆關鍵字「1」，你可能看到想要的東西哦！

相關文章
相關標籤/搜索
每日一句
    每一个你不满意的现在，都有一个你没有努力的曾经。
本站公眾號
   歡迎關注本站公眾號,獲取更多信息
聯繫我們 最近搜索 最新文章 沪ICP备13005482号-10 MyBatis教程 SQL 教程 MySQL教程 Java 教程 Thymeleaf 教程 Hibernate教程 Spring教程 Redis教程