劍指offer第二版面試題4：替換空格（JAVA版）

題目：請實現一個函數，把字符串中的每一個空格替換成「%20」。例如輸入「We are happy」，則輸出」We%20are%20happy」.

緣由：在網絡編程中，若是URL參數中含有特殊字符，如：空格、「#」等，可能致使服務器端沒法得到正確的參數值。咱們須要將這些特殊符號轉換成服務器識別的字符。轉換規則是在「%」後面跟上ASCII碼的兩位十六進制的表示。好比：空格的ASCII碼是32，即十六進制的0x20，所以空格被替換成「%20」。

 

時間複雜度爲O(n2)不足以拿到Offer

如今咱們考慮怎麼作替換操做。最直觀的作法是從頭至尾掃描字符串，每一次碰到空格字符的時候作替換。因爲是把1個字符替換成3個字符，咱們必須把空格後面的全部的字符都後移兩個字節，不然就有兩個字符被覆蓋了。

舉個例子，咱們從頭至尾把「We are happy」中的每個空格替換成」%20「。爲了形象起見，咱們能夠用一個表格來表示字符串，表格中的每一個格子表示一個字符。以下圖所示：

 

咱們替換了第一個空格，這個字符串變成圖b中的內容，表格中灰色背景表示須要移動的字符。接着咱們替換第二個空格，替換以後的內容如圖c所示。同時咱們注意到用深灰色的背景標註」happy「部分被移動了兩次。

假設字符的長度是n。對每一個空格字符，須要移動後面O(n)個字符，所以對含有O(n)個空格字符串而言總的時間效率是O(n2).

當咱們把這種思路闡述給面試官後，他不會就此滿意，他將讓咱們尋找更快的方法。在前面的分析中，咱們發現數組中的不少字符都移動了不少次，能不能減小移動的次數呢？咱們換一種思路，把從前向後替換變爲從後向前替換。

考慮時間複雜度爲O(n)的解法，搞定Offer就靠它了

咱們先遍歷一次字符串，這樣就可以統計出字符串中空格的總數，並能夠計算出替換以後字符串的總長度。每替換一個空格，長度增長2，所以替換之後的字符串的長度等於原來的長度加上2乘以空格的數目，咱們仍是之前面的字符串」We are happy」爲例，「We are happy」這個字符串的長度是14，裏面有兩個空格，所以替換以後的字符串的長度爲18

咱們從字符串的後面開始複製和替換。首先準備兩個指針，P1和P2.   P1指向原始字符串的末尾，而P2指向替換以後的字符串的末尾。接下來咱們向前移動指針P1,逐個把它指向的字符複製到P2指向的位置，直到碰到第一個空格爲止。此時字符串包含以下圖b所示，灰色陰影的區域是作了字符拷貝的區域。碰到第一個空格以後，把P1向前移動一格，在P2以前插入字符串」%20「，因爲」%20「的長度爲3，同時也要把P2向前移動3格如圖所示。

咱們接着向前複製，直到碰到第二個空格（d)所示。和上一次同樣，咱們再把P1向前移動1格，並把P2向前移動3格插入」%20「（如圖e)，此時P1，P2指向同一個位置，代表全部的空格都已經替換完畢。

從上面的分析咱們能夠看出，全部的字符都只複製一次，所以這個算法的時間效率是O(n)，比第一個思路要快。

 

實現以下:(個人指針是從前面開始的)

public class Test4 {
    
    //將字符串中的空格變成%20
    public static String replaceAll(String str){
        //計算有多少個空格
        int count=0;
        char[] strArr = str.toCharArray();
        for(int i=0;i<strArr.length;i++){
            if(strArr[i]==' '){
                count++;
            }
        }
        //定義新數組
        char[] newArr=new char[strArr.length+count*2];
        //遍歷原數組,遇見空格就在新數組中寫入'%''2''0'
        //第幾個空格
        int num=0;
        for(int i=0,j=0;i<strArr.length;i++){
            //定義一個變量來存newArr的索引
            if(strArr[i]!=' '){
                newArr[j++]=strArr[i];
            }else{
                newArr[j++]='%';
                newArr[j++]='2';
                newArr[j++]='0';
            }
        }
        
        return new String(newArr);
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        String str = replaceAll("hello world nihao a");
        System.out.println(str);
    }
}