【算法训练-字符串 二】【字符串计算】字符串相加、字符串相乘

简介: 【算法训练-字符串 二】【字符串计算】字符串相加、字符串相乘

废话不多说,喊一句号子鼓励自己:程序员永不失业,程序员走向架构!本篇Blog的主题是【字符串相加】,使用【字符串】这个基本的数据结构来实现,这个高频题的站点是:CodeTop,筛选条件为:目标公司+最近一年+出现频率排序,由高到低的去牛客TOP101去找,只有两个地方都出现过才做这道题(CodeTop本身汇聚了LeetCode的来源),确保刷的题都是高频要面试考的题。

名曲目标题后,附上题目链接,后期可以依据解题思路反复快速练习,题目按照题干的基本数据结构分类,且每个分类的第一篇必定是对基础数据结构的介绍

字符串相加【EASY】

感觉很多数据结构都有要相加或合并的计算逻辑

题干

解题思路

算法流程: 设定 i,j 两指针分别指向 num1,num2 尾部,模拟人工加法;

  • 计算进位: 计算 carry = tmp / 10,代表当前位相加是否产生进位;
  • 添加当前位: 计算 tmp = n1 + n2 + carry,并将当前位 tmp % 10 添加至 res 头部;
  • 索引溢出处理: 当指针 i或j 走过数字首部后,给 n1,n2 赋值为 0,相当于给 num1,num2 中长度较短的数字前面填0,以便后续计算。
  • 当遍历完 num1,num2 后跳出循环,并根据 carry 值决定是否在头部添加进位 1,最终返回 res 即可。

复杂度分析:

  • 时间复杂度 O(max(M,N)):其中 M,N 为 数字长度,按位遍历一遍数字(以较长的数字为准);
  • 空间复杂度 O(1):指针与变量使用常数大小空间。

代码实现

给出代码实现基本档案

基本数据结构字符串

辅助数据结构

算法迭代

技巧

import java.util.*;
public class Solution {
    /**
     * 代码中的类名、方法名、参数名已经指定,请勿修改,直接返回方法规定的值即可
     *
     * 计算两个数之和
     * @param s string字符串 表示第一个整数
     * @param t string字符串 表示第二个整数
     * @return string字符串
     */
    public String solve (String s, String t) {
        int i = s.length() - 1;
        int j = t.length() - 1;
        int cnt = 0;
        StringBuilder res = new StringBuilder("");
        while (i >= 0 || j >= 0) {
            // 1 计算当前总和,如果其中一个字符串用完了则补0
            int n = i >= 0 ? s.charAt(i) - '0' : 0;
            int m = j >= 0 ? t.charAt(j) - '0' : 0;
            int curSum = n + m + cnt;
            // 2 计算进位值
            cnt = (curSum) / 10;
            // 3 设置当前位值
            res.append(curSum % 10);
            // 4 移动指针
            i--;
            j--;
        }
        // 字符串都用完后,发现还有进位值,则再补充1
        if (cnt > 0) {
            res.append(1);
        }
        return res.reverse().toString();
    }
}

复杂度分析

时间复杂度 O(N):遍历了两个字符串,O(N)阶

空间复杂度 O(1):只用到常量

字符串相乘【MID】

字符串相加的升级版,但其实乘法也是转换为加法来使用的

题干

解题思路

我们可以把乘法转为加法来做,原题解出处

每次得到乘积后都需要与上一个乘积的高位计算总和,然后再更新res中自身的位置的值

代码实现

给出代码实现基本档案

基本数据结构字符串

辅助数据结构

算法迭代

技巧

代码加了注释和进行了优化

import java.util.*;
public class Solution {
    /**
     * 代码中的类名、方法名、参数名已经指定,请勿修改,直接返回方法规定的值即可
     *
     *
     * @param s string字符串
     * @param n int整型
     * @return string字符串
     */
    public String multiply(String num1, String num2) {
        // 1 入参判断,如果字符串都为空,返回空,如果有一个为0,则直接返回0
        if (num1.length() == 0 || num2.length() == 0) {
            return "";
        }
         if (num1.equals("0") || num2.equals("0")) {
            return "0";
        }
        // 2 设置结果字符数组,结果最大不会超过两个字符长度和
        int[] res = new int[num1.length() + num2.length()];
        // 3 双指针遍历开始做加法
        for (int i = num1.length() - 1; i >= 0; i--) {
            int n1 = num1.charAt(i) - '0';
            // 与被乘数逐个相乘
            for (int j = num2.length() - 1; j >= 0; j--) {
                int n2 = num2.charAt(j) - '0';
                // 3-1 获取当前乘积
                int curNum = n1 * n2;
                // 3-2 当前乘积对应结果集位置
                int high = i + j;
                int low = i + j + 1;
                // 3-3 当前乘积与上个乘积的高位相加
                int sum = curNum + res[low];
                // 3-4 更新结果集的数字,高位为进位值,低微为累加取模值
                res[high] = sum / 10 + res[high];
                res[low] = sum % 10;
            }
        }
        // 4 将结果转为字符串返回
        StringBuilder strBuilder = new StringBuilder();
        for (int i = 0; i < res.length; i++) {
            if (i == 0 && res[i] == 0) {
                continue;
            }
            strBuilder.append(res[i]);
        }
        return strBuilder.toString();
    }
}

复杂度分析

时间复杂度 O(N):遍历了两个字符串,**O(N*N)**阶

空间复杂度 O(1):只用到常量

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