剑指Offer（Java）-替换空格

题目：请实现一个函数，把字符串中的每一个空格替换成“%20”。例如输入“We are happy"，则输出”We%20are%20happy".

缘由：在网络编程中，若是URL参数中含有特殊字符，如：空格、“#”等，可能致使服务器端没法得到正确的参数值。咱们须要将这些特殊符号转换成服务器识别的字符。转换规则是在“%”后面跟上ASCII码的两位十六进制的表。好比：空格的ASCII玛是32，即十六进制的0x20，所以空格被替换成“%20”。

时间复杂度为O(n^2)不足以拿到Offer

如今咱们考虑怎么作替换操做。最直观的作法是从头至尾扫描字符串，每一次碰到空格字符的时候作替换。因为是把1个字符替换称3个字符，咱们必须把空格后面的全部的字符都后移两个字节，不然就有两个字符被覆盖了。

举个例子，咱们从头至尾把“We are happy"中的每个空格替换成”%20“。为了形象期间，咱们能够用一个表格来表示字符串，表格中的每一个格子表示一个字符。以下图所示：

咱们替换了第一个空格，这个字符串编程图b中的内容，表格中灰色背景表示须要移动的字符。接着咱们替换第二个空格，替换以后的内容如图c所示。同时咱们注意到用深灰色的北京标注”happy“部分被移动了两次。

假设字符的长度是n。对每一个空格字符，须要移动后面O(n)个字符，所以对含有O(n)个空格字符串而言总的时间效率是O(n^2).

以下代码：

package cglib;

public class SingletonClass {

    public static void main(String args[]){
        String s="We are happy.";
        System.out.println(replaceBlank(s));
        }
        public static String replaceBlank(String input){
        if(input==null)
        return null;
        StringBuffer outputBuffer=new StringBuffer();
        for(int i=0;i<input.length();i++){
        if(input.charAt(i)==' '){
        outputBuffer.append("%");
        outputBuffer.append("2");
        outputBuffer.append("0");
        }else {
        outputBuffer.append(String.valueOf(input.charAt(i)));
        }
        }
        return new String(outputBuffer);
        }
}

输出为：

We%20are%20happy.

当咱们把这种思路和代码阐述给面试官后，他不会就此满意，他将让咱们寻找更快的方法。在前面的分析中，咱们发现数组中的不少字符都移动了不少次，能不能减小移动的次数呢？咱们换一种思路，把从前向后替换成从后向前替换。

考虑时间复杂度为O(n)的解法，搞定Offer就靠它了

 

咱们先遍历一次字符串，这样就可以统计出字符串中空格的综述，并能够计算出替换以后字符串的总的长度。每替换一个空格，长度增长2，所以替换之后的 字符串的长度等于原来的长度加上2乘以空格的数目，咱们仍是之前面的字符串”We are happy"为例，“We are happy"这个字符串的长度是14，里面有两个空格，所以替换以后的字符串的长度为18

咱们从字符串的后面开始复制和替换。首先准备两个指针，P1和P2.   P1指向原始字符串的末尾，而P2指向替换以后的字符串的末尾。接下来咱们向前移动指针P1,逐个把它指向的字符复制到P2指向的位置，直到碰到第一个空 格为止。此时字符串包含以下图b所示，灰色阴影的区域是作了字符拷贝的区域。碰到第一个空格以后，把P1向前移动一格，在P2以前插入字符串”%20“， 因为”%20“的长度为3，同时也要把P2向前移动3格如图所示。

咱们接着向前复制，直到碰到第二个空格（d)所示。和上一次同样，咱们再把P1向前移动1格，并把P2向前移动3格插入”%20“（如图e)，此时P1，P2指向同一个位置，代表全部的空格都已经替换完毕。

从上面的分析咱们能够看出，全部的字符都只复制一次，所以这个算法的时间效率是O(n)，比第一个思路要快。

实现以下：

package cglib;

public class SingletonClass {

     //计算字符串中包含的空格个数  
    public static int getBlankNum(String testString){  
        int count = 0 ;  
        for(int i = 0;i<testString.length();i++){  
            String tempString = String.valueOf(testString.charAt(i));  
            if(tempString.equals(" ")){  
                count++;  
            }  
        }  
        return count;  
    }  
    //打印char[] 数组  
    public static void printArray(char[] testArray){
        System.out.println("开始打印数组");
        for(char i :testArray){  
            System.out.print(i);  
        }  
        System.out.println();  
    }  
    //将字符串空格转化为20%  
    public static void replaceAllBlank(String testString){  
        if(testString == null || testString.length() <= 0){  
            return;  
        }  
        //字符数组初始长度  
        int length = testString.length();
        System.out.println("字符串原始长度："+length);
        //字符数组增长长度后  
        int newLength = testString.length()+ getBlankNum(testString)*2;  
        System.out.println("字符串增长后的长度："+newLength);
        char[] tempArray = new char[newLength];
        System.out.println("数组："+tempArray);
        System.arraycopy(testString.toCharArray(), 0, tempArray, 0, testString.toCharArray().length);  
        System.out.println("字符："+testString.toCharArray());
        System.out.println("长度："+testString.toCharArray().length);
        int indexofOriginal = length - 1;  
        int indexofNew = newLength -1;  
        System.out.println("未替换空格时的字符串：");  
        printArray(testString.toCharArray());
    
        while(indexofOriginal >=0 && indexofOriginal != indexofNew){
            System.out.println("indexofOriginal："+indexofOriginal);//原始数组最后一位
            System.out.println("indexofNew："+indexofNew);//替换数组最后一位
            System.out.println("tempArray[indexofOriginal]："+tempArray[indexofOriginal]);
            if(tempArray[indexofOriginal]==' '){
                System.out.println("出现空格，替换");
                tempArray[indexofNew--]='0';
                System.out.println("替换第一个字符后：tempArray[indexofNew]="+tempArray[indexofNew]);
                System.out.println("替换第一个字符后：indexofNew="+indexofNew);
                tempArray[indexofNew--]='2';
                System.out.println("替换第二个字符后：tempArray[indexofNew]="+tempArray[indexofNew]);
                System.out.println("替换第二个字符后：indexofNew="+indexofNew);
                tempArray[indexofNew--]='%';
                System.out.println("替换第三个字符后：tempArray[indexofNew]="+tempArray[indexofNew]);
                System.out.println("替换第三个字符后：indexofNew="+indexofNew);
                
            }else{
                System.out.println("没有空格数组里面自减前:indexofNew="+indexofNew);
                tempArray[indexofNew--]= tempArray[indexofOriginal];
                System.out.println("没有空格:tempArray[indexofOriginal]="+tempArray[indexofOriginal]);
                System.out.println("没有空格赋值后:tempArray[indexofNew]="+tempArray[indexofNew]);
                System.out.println("没有空格数组里面自减后:indexofNew="+indexofNew);
            }  
            System.out.println("indexofOriginal自减前："+indexofOriginal);
            indexofOriginal--;
            System.out.println("indexofOriginal自减后："+indexofOriginal);
        }  
        System.out.println("替换空格后的字符串：");  
        printArray(tempArray);  
    }  
    public static void main(String[] args){  
        String str = "We are happy";  
        replaceAllBlank(str);  
    }  
}

输出：

字符串原始长度：12
字符串增长后的长度：16
数组：[C@139a55
字符：[C@1db9742
长度：12
未替换空格时的字符串：
开始打印数组
We are happy
indexofOriginal：11
indexofNew：15
tempArray[indexofOriginal]：y
没有空格数组里面自减前:indexofNew=15
没有空格:tempArray[indexofOriginal]=y
没有空格赋值后:tempArray[indexofNew]=

没有空格数组里面自减后:indexofNew=14
indexofOriginal自减前：11
indexofOriginal自减后：10
indexofOriginal：10
indexofNew：14
tempArray[indexofOriginal]：p
 

没有空格数组里面自减前:indexofNew=14
没有空格:tempArray[indexofOriginal]=p
没有空格赋值后:tempArray[indexofNew]=
indexofNew：13
tempArray[indexofOriginal]：p
没有空格数组里面自减前:indexofNew=13
没有空格:tempArray[indexofOriginal]=p
没有空格赋值后:tempArray[indexofNew]=

没有空格数组里面自减后:indexofNew=12
indexofOriginal自减前：9
indexofOriginal自减后：8
indexofOriginal：8

indexofNew：12
tempArray[indexofOriginal]：a
没有空格数组里面自减前:indexofNew=12
没有空格:tempArray[indexofOriginal]=a
没有空格赋值后:tempArray[indexofNew]=y

没有空格数组里面自减后:indexofNew=11
indexofOriginal自减前：8
indexofOriginal自减后：7
indexofOriginal：7
indexofNew：11
tempArray[indexofOriginal]：h
没有空格数组里面自减前:indexofNew=11
没有空格:tempArray[indexofOriginal]=h
没有空格赋值后:tempArray[indexofNew]=p
没有空格数组里面自减后:indexofNew=10
indexofOriginal自减前：7
indexofOriginal自减后：6
indexofOriginal：6
indexofNew：10
tempArray[indexofOriginal]：

出现空格，替换
替换第一个字符后：tempArray[indexofNew]=p
替换第一个字符后：indexofNew=9
替换第二个字符后：tempArray[indexofNew]=a
替换第二个字符后：indexofNew=8
替换第三个字符后：tempArray[indexofNew]=h
替换第三个字符后：indexofNew=7
indexofOriginal自减前：6
indexofOriginal自减后：5
indexofOriginal：5
indexofNew：7
tempArray[indexofOriginal]：e
没有空格数组里面自减前:indexofNew=7
没有空格:tempArray[indexofOriginal]=e
没有空格赋值后:tempArray[indexofNew]=
没有空格数组里面自减后:indexofNew=6
indexofOriginal自减前：5
indexofOriginal自减后：4
indexofOriginal：4
indexofNew：6
tempArray[indexofOriginal]：r
没有空格数组里面自减前:indexofNew=6
没有空格:tempArray[indexofOriginal]=r
没有空格赋值后:tempArray[indexofNew]=e

没有空格数组里面自减后:indexofNew=5 indexofOriginal自减前：4 indexofOriginal自减后：3 indexofOriginal：3 indexofNew：5 tempArray[indexofOriginal]：a 没有空格数组里面自减前:indexofNew=5 没有空格:tempArray[indexofOriginal]=a 没有空格赋值后:tempArray[indexofNew]=r 没有空格数组里面自减后:indexofNew=4 indexofOriginal自减前：3 indexofOriginal自减后：2 indexofOriginal：2 indexofNew：4 tempArray[indexofOriginal]： 出现空格，替换 替换第一个字符后：tempArray[indexofNew]=a 替换第一个字符后：indexofNew=3 替换第二个字符后：tempArray[indexofNew]= 替换第二个字符后：indexofNew=2 替换第三个字符后：tempArray[indexofNew]=e 替换第三个字符后：indexofNew=1 indexofOriginal自减前：2 indexofOriginal自减后：1 替换空格后的字符串： 开始打印数组 We%20are%20happy