幾道 BAT 演算法面試中經常問的「字串」問題
String 作為最常見的程式語言型別之一，在演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 初級程式設計師 在面試的時候經常遇到的一道演算法題，而且面試官喜歡面試者手寫！
題目描述
給定一個字串，驗證它是否是迴文串，只考慮字母和數字字元，可以忽略字母的大小寫。
**說明：**本題中，我們將空字串定義為有效的迴文串。
示例 1:
輸入: "A man, a plan, a canal: Panama" 輸出: true 複製程式碼
示例 2:
輸入: "race a car" 輸出: false 複製程式碼
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一樣的字串。
先假設是驗證單詞 level 是否是迴文字串，通過概念涉及到 正 與 反 ，那麼很容易想到使用雙指標，從字元的開頭和結尾處開始遍歷整個字串，相同則繼續向前尋找，不同則直接返回 false。
而這裡與單獨驗證一個單詞是否是迴文字串有所區別的是加入了 空格 與 非字母數字的字元，但實際上的做法一樣的：
一開始先建立兩個指標，left 和 right , 讓它們分別從字元的開頭和結尾處開始遍歷整個字串。
如果遇到非字母數字的字元就跳過，繼續往下找，直到找到下一個字母數字或者結束遍歷，如果遇到大寫字母，就將其轉為小寫。
當左右指標都找到字母數字時，可以進行比較的時候，比較這兩個字元，如果相等，則兩個指標向它們的前進方向挪動，然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
程式碼實現
注： isLetterOrDigit 方法確定指定的字元是否為字母或數字。
class Solution {
public boolean isPalindrome(String s) {
if(s.length() == 0)
return true;
int l = 0, r = s.length() - 1;
while(l < r){
//確定指定的字元是否為字母或數字
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;
}
}
複製程式碼
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
給定一個字串 s ，將 s 分割成一些子串，使每個子串都是迴文串。
返回 s 所有可能的分割方案。
示例:
輸入: "aab" 輸出: [ ["aa","b"], ["a","a","b"] ] 複製程式碼
題目解析
首先，對於一個字串的分割，肯定需要將所有分割情況都遍歷完畢才能判斷是不是迴文數。不能因為 abba 是迴文串，就認為它的所有子串都是迴文的。
既然需要將所有的分割方法都找出來，那麼肯定需要用到DFS（深度優先搜尋）或者BFS（廣度優先搜尋）。
在分割的過程中對於每一個字串而言都可以分為兩部分：左邊一個迴文串加右邊一個子串，比如 "abc" 可分為 "a" + "bc" 。 然後對"bc"分割仍然是同樣的方法，分為"b"+"c"。
在處理的時候去優先尋找更短的迴文串，然後回溯找稍微長一些的迴文串分割方法，不斷回溯，分割，直到找到所有的分割方法。
舉個:chestnut:：分割"aac"。
- 分割為 a + ac
- 分割為 a + a + c，分割後，得到一組結果，再回溯到 a + ac
- a + ac 中 ac 不是迴文串，繼續回溯，回溯到 aac
- 分割為稍長的迴文串，分割為 aa + c 分割完成得到一組結果，再回溯到 aac
- aac 不是迴文串，搜尋結束
動畫描述
程式碼實現
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));//新增到結果中
return;
}
for(int right=left;right<s.length();right++){//從left開始，依次判斷left->right是不是迴文串
if(isPalindroom(s,left,right)){//判斷是否是迴文串
remain.add(s.substring(left,right+1));//新增到當前迴文串到list中
dfs(s,remain,right+1);//從right+1開始繼續遞迴，尋找回文串
remain.remove(remain.size()-1);//回溯，從而尋找更長的迴文串
}
}
}
/**
* 判斷是否是迴文串
*/
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 字串 s 和一個包含 非空 單詞列表的字典 wordDict ，判定 s 是否可以被空格拆分為一個或多個在字典中出現的單詞。
說明：
- 拆分時可以重複使用字典中的單詞。
- 你可以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 有些類似，都是拆分，但是如果此題採取 深度優先搜尋 的方法來解決的話，答案是超時的，不信的同學可以試一下~
為什麼會超時呢？
因為使用 深度優先搜尋 會重複的計算了有些位的可拆分情況，這種情況的優化肯定是需要 動態規劃 來處理的。
如果不知道動態規劃的，可以看一下小吳之前的萬字長文，比較詳細的介紹了動態規劃的概念。
在這裡，只需要去定義一個數組 boolean[] memo，其中第 i 位 memo[i] 表示待拆分字串從第 0 位到第 i-1 位是否可以被成功地拆分。
然後分別計算每一位是否可以被成功地拆分。
程式碼實現
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];
}
}
複製程式碼
4. 反轉字串
題目來源於 LeetCode 第 344 號問題：反轉字串。面試官最喜歡讓你手寫的一道演算法題！
題目描述
編寫一個函式，其作用是將輸入的字串反轉過來。輸入字串以字元陣列 char[] 的形式給出。
不要給另外的陣列分配額外的空間，你必須 原地修改輸入陣列 、使用 O(1) 的額外空間解決這一問題。
你可以假設陣列中的所有字元都是ASCII 碼錶中的可列印字元。
示例 1：
輸入：["h","e","l","l","o"] 輸出：["o","l","l","e","h"] 複製程式碼
示例 2：
輸入：["H","a","n","n","a","h"] 輸出：["h","a","n","n","a","H"] 複製程式碼
題目解析
這道題沒什麼難度，直接從兩頭往中間走，同時交換兩邊的字元。注意需要白板程式設計寫出來即可，也注意千萬別回答一句使用 reverse() 這種高階函式來解決。。。
動畫描述
程式碼實現
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;
}
};
複製程式碼
5. 把字串轉換成整數
題目來源於劍指 offer 。
題目描述
將一個字串轉換成一個整數，字串不是一個合法的數值則返回 0，要求不能使用字串轉換整數的庫函式。
題目解析
這道題要考慮全面，對異常值要做出處理。
對於這個題目，需要注意的要點有：
- 指標是否為空指標以及字串是否為空字串；
- 字串對於正負號的處理；
- 輸入值是否為合法值，即小於等於'9'，大於等於'0'；
- int為32位，需要判斷是否溢位；
- 使用錯誤標誌，區分合法值0和非法值0。
程式碼實現
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 == '-'))/* 符號判定 */
continue;
if (c < '0' || c > '9')/* 非法輸入 */
return 0;
ret = ret * 10 + (c - '0');
}
return isNegative ? -ret : ret;
}
}
複製程式碼