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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，可以在一個字符串（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復雜度縮小到 O(m+n) ,而空間復雜度也只有O(m)。因為“暴力搜索”的方法會反復回溯主串，導致效率低下，而KMP算法可以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，通過修改子串的指針，讓模式串盡量地移動到有效的位置。
具體算法細節請參考：
- 字符串匹配的KMP算法
- 從頭到尾徹底理解KMP
- 如何更好的理解和掌握 KMP 算法?
- KMP 算法詳細解析
- 圖解 KMP 算法
- 汪都能聽懂的KMP字符串匹配算法【雙語字幕】
- KMP字符串匹配算法1
1.1 BM 算法
BM算法也是一種精確字符串匹配算法，它采用從右向左比較的方法，同時應用到了兩種啟發式規則，即壞字符規則 和好后綴規則 ，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，遇到不匹配的字符后從壞字符表和好后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
2. 替換空格
劍指offer：替換空格 請實現一個函數，將一個字符串中的每個空格替換成“%20”。例如，當字符串為We Are Happy.則經過替換之后的字符串為We%20Are%20Happy。
public class Solution {public String replaceSpace(StringBuffer str) {StringBuffer res = new StringBuffer();int len = str.length() - 1;for(int i = len; i >= 0; i--){if(str.charAt(i) == ' ')res.append("02%");elseres.append(str.charAt(i));}return res.reverse().toString();}
}
復制代碼3. 最長公共前綴
Leetcode: 最長公共前綴 編寫一個函數來查找字符串數組中的最長公共前綴。如果不存在公共前綴，返回空字符串 ""。
class Solution {public String longestCommonPrefix(String[] strs) {if(strs == null || strs.length == 0)return "";Arrays.sort(strs);char [] first = strs[0].toCharArray();char [] last = strs[strs.length - 1].toCharArray();StringBuffer res = new StringBuffer();int len = first.length < last.length ? first.length : last.length;int i = 0;while(i < len){if(first[i] == last[i]){res.append(first[i]);i++;}elsebreak;}return res.toString();}
}
復制代碼4. 最長回文串
LeetCode: 最長回文串 給定一個包含大寫字母和小寫字母的字符串，找到通過這些字母構造成的最長的回文串。在構造過程中，請注意區分大小寫。比如 "Aa" 不能當做一個回文字符串。
class Solution {public int longestPalindrome(String s) {HashSet<Character> hs = new HashSet<>();int len = s.length();int count = 0;if(len == 0)return 0;for(int i = 0; i<len; i++){if(hs.contains(s.charAt(i))){hs.remove(s.charAt(i));count++;}else{hs.add(s.charAt(i));}}return hs.isEmpty() ? count * 2 : count * 2 + 1;}
}
復制代碼4.1 驗證回文串
Leetcode: 驗證回文串 給定一個字符串，驗證它是否是回文串，只考慮字母和數字字符，可以忽略字母的大小寫。 說明：本題中，我們將空字符串定義為有效的回文串。
兩個指針比較頭尾。要注意只考慮字母和數字字符，可以忽略字母的大小寫。
class Solution {public boolean isPalindrome(String s) {if(s.length() == 0)return true;int l = 0, r = s.length() - 1;while(l < r){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;}
}
復制代碼4.2 最長回文子串
LeetCode: 最長回文子串 給定一個字符串 s，找到 s 中最長的回文子串。你可以假設 s 的最大長度為1000。
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;}}
}
復制代碼4.3 最長回文子序列
LeetCode: 最長回文子序列 給定一個字符串s，找到其中最長的回文子序列。可以假設s的最大長度為1000。 最長回文子序列和上一題最長回文子串的區別是，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"可以使字符串"bbbab"的子序列但不是子串。
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;elsedp[i][j] = Math.max(dp[i+1][j], dp[i][j-1]);}}return dp[0][len-1];}
}
復制代碼5. 字符串的排列
Leetcode: 字符串的排列 給定兩個字符串 s1 和 s2，寫一個函數來判斷 s2 是否包含 s1 的排列。 換句話說，第一個字符串的排列之一是第二個字符串的子串。
class Solution {public boolean checkInclusion(String s1, String s2) {int l1 = s1.length();int l2 = s2.length();int [] count = new int [128];if(l1 > l2)return false;for(int i = 0; i<l1; i++){count[s1.charAt(i) - 'a']++;count[s2.charAt(i) - 'a']--;}if(allZero(count))return true;for(int i = l1; i<l2; i++){count[s2.charAt(i) - 'a']--;count[s2.charAt(i-l1) - 'a']++;if(allZero(count))return true;}return false;}public boolean allZero(int [] count){int l = count.length;for(int i = 0; i < l; i++){if(count[i] != 0)return false;}return true;}
}
復制代碼6. 打印字符串的全排列
劍指offer：字符串的排列 輸入一個字符串,按字典序打印出該字符串中字符的所有排列。例如輸入字符串abc,則打印出由字符a,b,c所能排列出來的所有字符串abc,acb,bac,bca,cab和cba。
把問題拆解成簡單的步驟： 第一步求所有可能出現在第一個位置的字符（即把第一個字符和后面的所有字符交換[相同字符不交換]）； 第二步固定第一個字符，求后面所有字符的排列。這時候又可以把后面的所有字符拆成兩部分（第一個字符以及剩下的所有字符），依此類推。這樣，我們就可以用遞歸的方法來解決。
public class Solution {ArrayList<String> res = new ArrayList<String>();public ArrayList<String> Permutation(String str) {if(str == null)return res;PermutationHelper(str.toCharArray(), 0);Collections.sort(res);return res;}public void PermutationHelper(char[] str, int i){if(i == str.length - 1){res.add(String.valueOf(str));}else{for(int j = i; j < str.length; j++){if(j!=i && str[i] == str[j])continue;swap(str, i, j);PermutationHelper(str, i+1);swap(str, i, j);}}}public void swap(char[] str, int i, int j) {char temp = str[i];str[i] = str[j];str[j] = temp;}
}
復制代碼7. 第一個只出現一次的字符
劍指offer: 第一個只出現一次的字符 在一個字符串(0<=字符串長度<=10000，全部由字母組成)中找到第一個只出現一次的字符,并返回它的位置, 如果沒有則返回 -1.
先在hash表中統計各字母出現次數，第二次掃描直接訪問hash表獲得次數。也可以用數組代替hash表。
import java.util.HashMap;
public class Solution {public int FirstNotRepeatingChar(String str) {int len = str.length();if(len == 0)return -1;HashMap<Character, Integer> map = new HashMap<>();for(int i = 0; i < len; i++){if(map.containsKey(str.charAt(i))){int value = map.get(str.charAt(i));map.put(str.charAt(i), value+1);}else{map.put(str.charAt(i), 1);}}for(int i = 0; i < len; i++){if(map.get(str.charAt(i)) == 1)return i;}return -1;}
}
復制代碼8. 翻轉單詞順序列
劍指offer: 翻轉單詞順序列 LeetCode: 翻轉字符串里的單詞
借助trim()和 split()就很容易搞定
public class Solution {public String reverseWords(String s) {if(s.trim().length() == 0)return s.trim();String [] temp = s.trim().split(" +");String res = "";for(int i = temp.length - 1; i > 0; i--){res += temp[i] + " ";}return res + temp[0];}
}
復制代碼9. 旋轉字符串
Leetcode: 旋轉字符串 給定兩個字符串, A 和 B。 A 的旋轉操作就是將 A 最左邊的字符移動到最右邊。 例如, 若 A = 'abcde'，在移動一次之后結果就是'bcdea' 。如果在若干次旋轉操作之后，A 能變成B，那么返回True。
class Solution {public boolean rotateString(String A, String B) {return A.length() == B.length() && (A+A).contains(B);}
}
復制代碼9.1 左旋轉字符串
劍指offer: 左旋轉字符串 匯編語言中有一種移位指令叫做循環左移（ROL），現在有個簡單的任務，就是用字符串模擬這個指令的運算結果。對于一個給定的字符序列S，請你把其循環左移K位后的序列輸出。例如，字符序列S=”abcXYZdef”,要求輸出循環左移3位后的結果，即“XYZdefabc”。是不是很簡單？OK，搞定它！
在第 n 個字符后面將切一刀，將字符串分為兩部分，再重新并接起來即可。注意字符串長度為 0 的情況。
public class Solution {public String LeftRotateString(String str,int n) {int len = str.length();if(len == 0)return "";n = n % len;String s1 = str.substring(n, len);String s2 = str.substring(0, n);return s1+s2;}
}
復制代碼9.2 反轉字符串
LeetCode: 反轉字符串 編寫一個函數，其作用是將輸入的字符串反轉過來。
class Solution {public String reverseString(String s) {if(s.length() < 2)return s;int l = 0, r = s.length() - 1;char [] strs = s.toCharArray(); while(l < r){char temp = strs[l];strs[l] = strs[r];strs[r] = temp;l++;r--;}return new String(strs);}
}
復制代碼10. 把字符串轉換成整數
劍指offer: 把字符串轉換成整數 將一個字符串轉換成一個整數(實現Integer.valueOf(string)的功能，但是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。 數值為0或者字符串不是一個合法的數值則返回0。
public class Solution {public int StrToInt(String str) {if(str.length() == 0)return 0;int flag = 0;if(str.charAt(0) == '+')flag = 1;else if(str.charAt(0) == '-')flag = 2;int start = flag > 0 ? 1 : 0;long res = 0;while(start < str.length()){if(str.charAt(start) > '9' || str.charAt(start) < '0')return 0;res = res * 10 + (str.charAt(start) - '0');start ++;}return flag == 2 ? -(int)res : (int)res;}
}
復制代碼11. 正則表達式匹配
劍指offer：正則表達式匹配 請實現一個函數用來匹配包括’.’和’*’的正則表達式。模式中的字符’.’表示任意一個字符，而’*’表示它前面的字符可以出現任意次（包含0次）。 在本題中，匹配是指字符串的所有字符匹配整個模式。例如，字符串”aaa”與模式”a.a”和”ab*ac*a”匹配，但是與”aa.a”和”ab*a”均不匹配
public boolean isMatch(String s, String p) {if (s == null || p == null) {return false;}boolean[][] dp = new boolean[s.length()+1][p.length()+1];dp[0][0] = true;for (int j = 0; i < p.length(); j++) {if (p.charAt(j) == '*' && dp[0][j-1]) {dp[0][j+1] = true;}}for (int i = 0 ; i < s.length(); i++) {for (int j = 0; j < p.length(); j++) {if (p.charAt(j) == '.') {dp[i+1][j+1] = dp[i][j];}if (p.charAt(j) == s.charAt(i)) {dp[i+1][j+1] = dp[i][j];}if (p.charAt(j) == '*') {if (p.charAt(j-1) != s.charAt(i) && p.charAt(j-1) != '.') {dp[i+1][j+1] = dp[i+1][j-1];} else {dp[i+1][j+1] = (dp[i+1][j] || dp[i][j+1] || dp[i+1][j-1]);}}}}return dp[s.length()][p.length()];
}
復制代碼12. 表示數值的字符串
劍指offer: 表示數值的字符串 請實現一個函數用來判斷字符串是否表示數值（包括整數和小數）。例如，字符串”+100″,”5e2″,”-123″,”3.1416″和”-1E-16″都表示數值。 但是”12e”,”1a3.14″,”1.2.3″,”+-5″和”12e+4.3″都不是。
設置三個標志符分別記錄“+/-”、“e/E”和“.”是否出現過。
public class Solution {public boolean isNumeric(char[] str) {int len = str.length;boolean sign = false, decimal = false, hasE = false;for(int i = 0; i < len; i++){if(str[i] == '+' || str[i] == '-'){if(!sign && i > 0 && str[i-1] != 'e' && str[i-1] != 'E')return false;if(sign && str[i-1] != 'e' && str[i-1] != 'E')return false;sign = true;}else if(str[i] == 'e' || str[i] == 'E'){if(i == len - 1)return false;if(hasE)return false;hasE = true;}else if(str[i] == '.'){if(hasE || decimal)return false;decimal = true;}else if(str[i] < '0' || str[i] > '9')return false;}return true;}
}
復制代碼13. 字符流中第一個不重復的字符
劍指offer: 字符流中第一個不重復的字符 請實現一個函數用來找出字符流中第一個只出現一次的字符。例如，當從字符流中只讀出前兩個字符”go”時，第一個只出現一次的字符是”g”。當從該字符流中讀出前六個字符“google”時，第一個只出現一次的字符是”l”。
用一個哈希表來存儲每個字符及其出現的次數，另外用一個字符串 s 來保存字符流中字符的順序。
import java.util.HashMap;
public class Solution {HashMap<Character, Integer> map = new HashMap<Character, Integer>();StringBuffer s = new StringBuffer();//Insert one char from stringstreampublic void Insert(char ch){s.append(ch);if(map.containsKey(ch)){map.put(ch, map.get(ch)+1);}else{map.put(ch, 1);}}//return the first appearence once char in current stringstreampublic char FirstAppearingOnce(){for(int i = 0; i < s.length(); i++){if(map.get(s.charAt(i)) == 1)return s.charAt(i);}return '#';}
}
復制代碼
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