幾道 BAT 算法面試中常常問的「字符串」問題

String 做爲最多見的編程語言類型之一，在算法面試中出現的頻率極高。

1. 驗證迴文串

題目來源於 LeetCode 第 125 號問題：驗證迴文串。這道題目是 初級程序員 在面試的時候常常遇到的一道算法題，並且面試官喜歡面試者手寫！

題目描述

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
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示例 2:

輸入: "race a car"
輸出: false
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題目解析

先理解一個概念：所謂迴文，就是一個正讀和反讀都同樣的字符串。

先假設是驗證單詞 level 是不是迴文字符串，經過概念涉及到 正 與 反 ，那麼很容易想到使用雙指針，從字符的開頭和結尾處開始遍歷整個字符串，相同則繼續向前尋找，不一樣則直接返回 false。

而這裏與單獨驗證一個單詞是不是迴文字符串有所區別的是加入了 空格 與 非字母數字的字符，但實際上的作法同樣的：

一開始先創建兩個指針，left 和 right , 讓它們分別從字符的開頭和結尾處開始遍歷整個字符串。

若是遇到非字母數字的字符就跳過，繼續往下找，直到找到下一個字母數字或者結束遍歷，若是遇到大寫字母，就將其轉爲小寫。

當左右指針都找到字母數字時，能夠進行比較的時候，比較這兩個字符，若是相等，則兩個指針向它們的前進方向挪動，而後繼續比較下面兩個分別找到的字母數字，若不相等，直接返回 false。

動畫描述

代碼實現

注：isLetterOrDigit 方法肯定指定的字符是否爲字母或數字。

class Solution {
    public boolean isPalindrome(String s) {
        if(s.length() == 0)
             return true;
        int l = 0, r = s.length() - 1;
        while(l < r){
            //肯定指定的字符是否爲字母或數字
            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;
    }
}

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2. 分割回文串

題目來源於 LeetCode 第 131 號問題：分割回文串。

題目描述

給定一個字符串 s，將 s 分割成一些子串，使每一個子串都是迴文串。

返回 s 全部可能的分割方案。

示例:

輸入: "aab"
輸出:
[
  ["aa","b"],
  ["a","a","b"]
]
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題目解析

首先，對於一個字符串的分割，確定須要將全部分割狀況都遍歷完畢才能判斷是否是迴文數。不能由於 abba 是迴文串，就認爲它的全部子串都是迴文的。

既然須要將全部的分割方法都找出來，那麼確定須要用到DFS（深度優先搜索）或者BFS（廣度優先搜索）。

在分割的過程當中對於每個字符串而言均可以分爲兩部分：左邊一個迴文串加右邊一個子串，好比 "abc" 可分爲 "a" + "bc" 。 而後對"bc"分割仍然是一樣的方法，分爲"b"+"c"。

在處理的時候去優先尋找更短的迴文串，而後回溯找稍微長一些的迴文串分割方法，不斷回溯，分割，直到找到全部的分割方法。

舉個🌰：分割"aac"。

1. 分割爲 a + ac
2. 分割爲 a + a + c，分割後，獲得一組結果，再回溯到 a + ac
3. a + ac 中 ac 不是迴文串，繼續回溯，回溯到 aac
4. 分割爲稍長的迴文串，分割爲 aa + c 分割完成獲得一組結果，再回溯到 aac
5. aac 不是迴文串，搜索結束

動畫描述

代碼實現

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()){  //判斷終止條件
            res.add(new ArrayList<String>(remain));  //添加到結果中
            return;
        }
        for(int right=left;right<s.length();right++){  //從left開始，依次判斷left->right是否是迴文串
            if(isPalindroom(s,left,right)){  //判斷是不是迴文串
                remain.add(s.substring(left,right+1));   //添加到當前迴文串到list中
                dfs(s,remain,right+1);  //從right+1開始繼續遞歸，尋找回文串
                remain.remove(remain.size()-1);  //回溯，從而尋找更長的迴文串
            }
        }
    }
    /** * 判斷是不是迴文串 */
    public boolean isPalindroom(String s,int left,int right){
        while(left<right&&s.charAt(left)==s.charAt(right)){
            left++;
            right--;
        }
        return left>=right;
    }
}
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3. 單詞拆分

題目來源於 LeetCode 第 139 號問題：單詞拆分。

題目描述

給定一個非空字符串 s 和一個包含非空單詞列表的字典 wordDict，斷定 s 是否能夠被空格拆分爲一個或多個在字典中出現的單詞。

說明：

• 拆分時能夠重複使用字典中的單詞。
• 你能夠假設字典中沒有重複的單詞。

題目解析

與上面的第二題 分割回文串 有些相似，都是拆分，可是若是此題採起 深度優先搜索 的方法來解決的話，答案是超時的，不信的同窗能夠試一下~

爲何會超時呢？

由於使用 深度優先搜索 會重複的計算了有些位的可拆分狀況，這種狀況的優化確定是須要 動態規劃 來處理的。

若是不知道動態規劃的，能夠看一下小吳以前的萬字長文，比較詳細的介紹了動態規劃的概念。

在這裏，只須要去定義一個數組 boolean[] memo，其中第 i 位 memo[i] 表示待拆分字符串從第 0 位到第 i-1 位是否能夠被成功地拆分。

而後分別計算每一位是否能夠被成功地拆分。

代碼實現

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 結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];
    }
}
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4. 反轉字符串

題目來源於 LeetCode 第 344 號問題：反轉字符串。面試官最喜歡讓你手寫的一道算法題！

題目描述

編寫一個函數，其做用是將輸入的字符串反轉過來。輸入字符串以字符數組 char[] 的形式給出。

不要給另外的數組分配額外的空間，你必須原地修改輸入數組、使用 O(1) 的額外空間解決這一問題。

你能夠假設數組中的全部字符都是 ASCII 碼錶中的可打印字符。

示例 1：

輸入：["h","e","l","l","o"]
輸出：["o","l","l","e","h"]
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示例 2：

輸入：["H","a","n","n","a","h"]
輸出：["h","a","n","n","a","H"]
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題目解析

這道題沒什麼難度，直接從兩頭往中間走，同時交換兩邊的字符。注意須要白板編程寫出來便可，也注意千萬別回答一句使用 reverse() 這種高級函數來解決。。。

動畫描述

代碼實現

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;
    }
};
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5. 把字符串轉換成整數

題目來源於劍指 offer 。

題目描述

將一個字符串轉換成一個整數，字符串不是一個合法的數值則返回 0，要求不能使用字符串轉換整數的庫函數。

題目解析

這道題要考慮全面，對異常值要作出處理。

對於這個題目，須要注意的要點有：

• 指針是否爲空指針以及字符串是否爲空字符串；
• 字符串對於正負號的處理；
• 輸入值是否爲合法值，即小於等於'9'，大於等於'0'；
• int爲32位，須要判斷是否溢出；
• 使用錯誤標誌，區分合法值0和非法值0。

代碼實現

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 == '-'))  /* 符號斷定 */
            continue;
        if (c < '0' || c > '9')                /* 非法輸入 */
            return 0;
        ret = ret * 10 + (c - '0');
    }
    return isNegative ? -ret : ret;
  }
}
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