题目：请实现一个函数，把字符串中的每个空格替换成“%20”。例如输入“We are happy.”,则输出“We%20are%20happy.”。
看到这个题目，我们首先应该想到的是原来一个空格字符，替换之后变成'%'、'2'和'0'这3个字符，因此字符串会变长。如果是在原来的字符串上做替换，那么就有可能覆盖修改在该字符串后面的内存。如果是创建新的字符串并在新的字符串上做替换，那么我们可以自己分配足够多的内存。
在这里介绍一种时间复杂度为O(n)的解法。
我们可以先遍历一次字符串，这样就能统计出字符串中空格的总数，并可以由此计算出替换之后的字符串的总长度。每替换一个空格，长度增加2，因此替换以后字符串的长度等于原来的长度加上2乘以空格数目。我们以字符串"We are happy."为例，"We are happy."这个字符串的长度是14（包括结尾符号'\0'），里面有两个空格，因此替换之后字符串的长度是18。
我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指向替换之后的字符串的末尾（如图（a）所示）。接下来我们向前移动指针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。此时字符串包含如图（b）所示，灰色背景的区域是做了字符拷贝（移动）的区域。碰到第一个空格之后，把P1向前移动1格，在P2之前插入字符串"%20"。由于"%20"的长度为3，同时也要把P2向前移动3格如图（c）所示。
我们接着向前复制，直到碰到第二个空格（如图（d）所示）。和上一次一样，我们再把P1向前移动1格，并把P2向前移动3格插入"%20"（如图（e）所示）。此时P1和P2指向同一位置，表明所有空格都已经替换完毕。
注：图中带有阴影的区域表示被移动的字符。（a）把第一个指针指向字符串的末尾，把第二个指针指向替换之后的字符串的末尾。（b）依次复制字符串的内容，直至第一个指针碰到第一个空格。（c）把第一个空格替换成'%20'，把第一个指针向前移动1格，把第二个指针向前移动3格。（d）依次向前复制字符串中的字符，直至碰到空格。（e）替换字符串中的倒数第二个空格，把第一个指针向前移动1格，把第二个指针向前移动3格。
参考代码：
1 /*length 为字符数组string的总容量*/ 2 void ReplaceBlank(char string[], int length) 3 { 4 if(string == NULL && length <= 0) 5 return; 6 7 /*originalLength 为字符串string的实际长度*/ 8 int originalLength = 0; 9 int numberOfBlank = 0; 10 int i = 0; 11 while(string[i] != '\0') 12 { 13 ++ originalLength; 14 15 if(string[i] == ' ') 16 ++ numberOfBlank; 17 18 ++ i; 19 } 20 21 /*newLength 为把空格替换成'%20'之后的长度*/ 22 int newLength = originalLength + numberOfBlank * 2; 23 if(newLength > length) 24 return; 25 26 int indexOfOriginal = originalLength; 27 int indexOfNew = newLength; 28 while(indexOfOriginal >= 0 && indexOfNew > indexOfOriginal) 29 { 30 if(string[indexOfOriginal] == ' ') 31 { 32 string[indexOfNew --] = '0'; 33 string[indexOfNew --] = '2'; 34 string[indexOfNew --] = '%'; 35 } 36 else 37 { 38 string[indexOfNew --] = string[indexOfOriginal]; 39 } 40 41 -- indexOfOriginal; 42 } 43 }
完整代码：
1 #include<iostream> 2 #include<string.h> 3 using namespace std; 4 5 /*length 为字符数组string的总容量*/ 6 void ReplaceBlank(char string[], int length) 7 { 8 if(string == NULL && length <= 0) 9 return; 10 11 /*originalLength 为字符串string的实际长度*/ 12 int originalLength = 0; 13 int numberOfBlank = 0; 14 int i = 0; 15 while(string[i] != '\0') 16 { 17 ++ originalLength; 18 19 if(string[i] == ' ') 20 ++ numberOfBlank; 21 22 ++ i; 23 } 24 25 /*newLength 为把空格替换成'%20'之后的长度*/ 26 int newLength = originalLength + numberOfBlank * 2; 27 if(newLength > length) 28 return; 29 30 int indexOfOriginal = originalLength; 31 int indexOfNew = newLength; 32 while(indexOfOriginal >= 0 && indexOfNew > indexOfOriginal) 33 { 34 if(string[indexOfOriginal] == ' ') 35 { 36 string[indexOfNew --] = '0'; 37 string[indexOfNew --] = '2'; 38 string[indexOfNew --] = '%'; 39 } 40 else 41 { 42 string[indexOfNew --] = string[indexOfOriginal]; 43 } 44 45 -- indexOfOriginal; 46 } 47 } 48 49 int main() 50 { 51 const int length = 100; 52 53 char string[length] = "hello world."; 54 55 ReplaceBlank(string, length); 56 57 int newLength = strlen(string); 58 /* 59 int newLength = 0; 60 int j = 0; 61 while(string[j] != '\0') 62 { 63 newLength++; 64 ++j; 65 } 66 */ 67 for(int i = 0 ; i < newLength ; ++i) 68 cout<<string[i]; 69 cout<<endl; 70 71 return 0; 72 }
测试代码：
#include <stdio.h>
#include <string>
/*length 为字符数组string的总容量*/
void ReplaceBlank(char string[], int length)
{
if(string == NULL && length <= 0)
return;
/*originalLength 为字符串string的实际长度*/
int originalLength = 0;
int numberOfBlank = 0;
int i = 0;
while(string[i] != '\0')
{
++ originalLength;
if(string[i] == ' ')
++ numberOfBlank;
++ i;
}
/*newLength 为把空格替换成'%20'之后的长度*/
int newLength = originalLength + numberOfBlank * 2;
if(newLength > length)
return;
int indexOfOriginal = originalLength;
int indexOfNew = newLength;
while(indexOfOriginal >= 0 && indexOfNew > indexOfOriginal)
{
if(string[indexOfOriginal] == ' ')
{
string[indexOfNew --] = '0';
string[indexOfNew --] = '2';
string[indexOfNew --] = '%';
}
else
{
string[indexOfNew --] = string[indexOfOriginal];
}
-- indexOfOriginal;
}
}
void Test(char* testName, char string[], int length, char expected[])
{
if(testName != NULL)
printf("%s begins: ", testName);
ReplaceBlank(string, length);
if(expected == NULL && string == NULL)
printf("passed.\n");
else if(expected == NULL && string != NULL)
printf("failed.\n");
else if(strcmp(string, expected) == 0)
printf("passed.\n");
else
printf("failed.\n");
}
// 空格在句子中间
void Test1()
{
const int length = 100;
char string[length] = "hello world";
Test("Test1", string, length, "hello%20world");
}
// 空格在句子开头
void Test2()
{
const int length = 100;
char string[length] = " helloworld";
Test("Test2", string, length, "%20helloworld");
}
// 空格在句子末尾
void Test3()
{
const int length = 100;
char string[length] = "helloworld ";
Test("Test3", string, length, "helloworld%20");
}
// 连续有两个空格
void Test4()
{
const int length = 100;
char string[length] = "hello world";
Test("Test4", string, length, "hello%20%20world");
}
// 传入NULL
void Test5()
{
Test("Test5", NULL, 0, NULL);
}
// 传入内容为空的字符串
void Test6()
{
const int length = 100;
char string[length] = "";
Test("Test6", string, length, "");
}
//传入内容为一个空格的字符串
void Test7()
{
const int length = 100;
char string[length] = " ";
Test("Test7", string, length, "%20");
}
// 传入的字符串没有空格
void Test8()
{
const int length = 100;
char string[length] = "helloworld";
Test("Test8", string, length, "helloworld");
}
// 传入的字符串全是空格
void Test9()
{
const int length = 100;
char string[length] = " ";
Test("Test9", string, length, "%20%20%20");
}
int main(int argc, char* argv[])
{
Test1();
Test2();
Test3();
Test4();
Test5();
Test6();
Test7();
Test8();
Test9();
return 0;
}
延伸题目：归并两个已经排序的数组。
题目：有两个排序的数组A1和A2，内存在A1的末尾有足够多的空余空间容纳A2。请实现一个函数，把A2中所有的数字插入到A1中并且所有的数字是排序的。
void mergaMatrix(int* matrix1,int* matrix2,
int lenofmtrx1,int lenofmtrx2,int sizeofmatrix1)
{
if(sizeofmatrix1 != 0 && matrix1 != NULL && lenofmtrx1 !=0
&& matrix2 != NULL && lenofmtrx2 != 0 )
{
int* pNewMatrix1 = matrix1 + lenofmtrx1 + lenofmtrx2 -1;
int* pMatrix1 = matrix1 + lenofmtrx1 - 1;
int* pMatrix2 = matrix2 +lenofmtrx2 - 1;
while(pMatrix1 >= matrix1 && pMatrix2 >= matrix2)
{
if(*pMatrix1 >= *pMatrix2)
*pNewMatrix1-- = *pMatrix1--;
else
*pNewMatrix1-- = *pMatrix2--;
}
while(pMatrix1 >= matrix1)
{
*pNewMatrix1-- = *pMatrix1--;
}
while(pMatrix2 >= matrix2)
{
*pNewMatrix1-- = *pMatrix2--;
}
}
return;
}
测试代码：
//合并数组
#include <stdio.h>
void mergaMatrix(int* matrix1,int* matrix2,
int lenofmtrx1,int lenofmtrx2,int sizeofmatrix1)
{
if(sizeofmatrix1 != 0 && matrix1 != NULL && lenofmtrx1 !=0
&& matrix2 != NULL && lenofmtrx2 != 0 )
{
int* pNewMatrix1 = matrix1 + lenofmtrx1 + lenofmtrx2 -1;
int* pMatrix1 = matrix1 + lenofmtrx1 - 1;
int* pMatrix2 = matrix2 +lenofmtrx2 - 1;
while(pMatrix1 >= matrix1 && pMatrix2 >= matrix2)
{
if(*pMatrix1 >= *pMatrix2)
*pNewMatrix1-- = *pMatrix1--;
else
*pNewMatrix1-- = *pMatrix2--;
}
while(pMatrix1 >= matrix1)
{
*pNewMatrix1-- = *pMatrix1--;
}
while(pMatrix2 >= matrix2)
{
*pNewMatrix1-- = *pMatrix2--;
}
}
return;
}
//单元测试
void test(int* matrix1,int* matrix2,
int lenofmtrx1,int lenofmtrx2,int sizeofmatrix1)
{
if(matrix1 != NULL)
{
for( int i=0; i<lenofmtrx1;i++)
{
printf("%d ",*(matrix1+i));
}
}
printf("\n");
if(matrix2 != NULL){
for( int i=0; i<lenofmtrx2;i++)
{
printf("%d ",*(matrix2+i));
}
}
printf("\n");
mergaMatrix(matrix1,matrix2,lenofmtrx1,lenofmtrx2,sizeofmatrix1);
for( int i=0; i<lenofmtrx1+lenofmtrx2;i++)
{
printf("%d ",*(matrix1+i));
}
printf("\n");
}
//一般情况
void test1()
{
const int sizeofmatrix1 = 100;
int lenofmtrx1 = 3;
int matrix1[sizeofmatrix1] = {1,3,5};
int lenofmtrx2 = 4;
int matrix2[] = {2,4,6,8};
test(matrix1,matrix2,lenofmtrx1,lenofmtrx2,sizeofmatrix1);
}
//其中一个数组的书全部小于另外一个
void test2()
{
const int sizeofmatrix1 = 100;
int lenofmtrx1 = 3;
int matrix1[sizeofmatrix1] = {1,3,5};
int lenofmtrx2 = 4;
int matrix2[] = {6,7,8,9};
test(matrix1,matrix2,lenofmtrx1,lenofmtrx2,sizeofmatrix1);
}
//其中一个为空
void test3()
{
const int sizeofmatrix1 = 100;
int lenofmtrx1 = 3;
int matrix1[sizeofmatrix1] = {1,3,5};
test(matrix1,NULL,lenofmtrx1,0,sizeofmatrix1);
}
//两个都为空
void test4()
{
const int sizeofmatrix1 = 100;
test(NULL,NULL,0,0,sizeofmatrix1);
}
int main()
{
test1();
test2();
test3();
test4();
return 0;
}
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