字符串算法一般解题指南（前端JS）

本文主要针对 leetcode 中部分字符串相关的简单、中等算法题进行总结分析，提供几个易于理解，便于记忆的解题范式，希望可以帮到大家。

其中涉及到的字符串方法，总结在前面，如有不熟悉，建议先看一遍这篇文章：JavaScript 字符串方法总结

查找： indexOf(字符，索引起始)、search(字符)、charAt(索引), includes()

截取：slice[start, end)、substring[start, end)、substr(start, length)

其他：split()、trim()、concat()、reverse()

Set：has()、add()、delete()

回文字符串：正着读和倒着读完全一样

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function isPalindrome(str){
   // 方法一
	let newStr = str.split('').reverse().join('') 
  if(newStr === str) return true
  return false
  
  // 方法二
  for(let i = 0; i < str.length/2; i++){
  	if(str[i] !== str[length - 1 - i]) return false
  }
  return true
}

1 无重复字符的最长子串

题目： 给定一个字符串 s ，请你找出其中不含有重复字符的最长子串的长度

思路： 无重复考虑 Set，遍历字符串，依次添加到 Set 中，当添加失败时说明出现重复字符。要求连续子串，考虑滑动窗口式的快慢指针遍历，解法如下：

1.初始化一个Set记录字符是否重复

2.初始化快慢指针，慢指针遍历字符，快指针循环右移，并将字符 add 到Set中，直至出现重复字符

3.此时Set.size即该次遍历下最长不重复子串，更新res

4.自第二次遍历起，Set中不断删掉前面遍历过的字符，直到与快指针所在元素不重复后，重新开始 add

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/**
 * @param {string} s
 * @return {number}
 */
var lengthOfLongestSubstring = function(s) {
    const mySet = new Set();
    let res = 0;
    let fast = 0
    for(let i = 0; i < s.length; i++){
        if(i !== 0){
            mySet.delete(s.charAt(i-1))
        }
        while(fast < s.length && !mySet.has(s[fast])){
            mySet.add(s[fast])
            fast++
        }
        res = Math.max(res, mySet.size)
    }
    return res
};

2 字符串相加

题目： 给定两个字符串形式的非负整数 num1 和num2 ，计算它们的和并同样以字符串形式返回。

思路： 逆序遍历两个字符串，对位字符转为整形后相加

1.考虑进位carry

2.逆序遍历两个字符串，循环遍历条件为len1 >= 0 || len2 >= 0 || carry != 0

3.当某字符串先遍历完成，缺位补0进行相加const x = len1 >= 0 ? num1.charAt(len1--) - 0 : 0

4.对位字符转数字后求和，取余添加到res，取整作为进位carry

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/**
 * @param {string} num1
 * @param {string} num2
 * @return {string}
 */
var addStrings = function(num1, num2) {
    let len1=num1.length - 1
    let len2=num2.length - 1
    let carry = 0
    const res = []
    while(len1 >=0 || len2 >=0 || carry !== 0){
        const x = len1 >= 0 ? num1.charAt(len1) - 0 : 0
        const y = len2 >= 0 ? num2.charAt(len2) - 0 : 0
        const sum = x + y + carry
        const ele = sum % 10
        carry = Math.floor(sum / 10)
        res.unshift(ele)
        len1--
        len2--
    }
    return res.join('')
};

3 比较版本号

题目： 给你两个版本号 version1 和 version2 ，请你比较它们。版本号由一个或多个修订号组成，各修订号由一个 '.' 连接。每个修订号由多位数字组成，可能包含前导零。返回规则如下：

如果 version1 > version2 返回 1，
如果 version1 < version2 返回 -1，
除此之外返回 0。

思路： 通过"."将字符串分割为数组，依次将字符转成数值，进行比较大小

1.版本号分割成数组

2.遍历两个数组，将字符转数值然后比较

3.两个数组长度不一致情况，用0补位

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/**
 * @param {string} version1
 * @param {string} version2
 * @return {number}
 */
var compareVersion = function(version1, version2) {
    const arr1 = version1.split('.')
    const arr2 = version2.split('.')
    let len1 = arr1.length
    let len2 = arr2.length
    let max = Math.max(len1, len2)
    for(let i = 0; i < max; i++){
        const num1 = i >= len1 ? 0 : Number(arr1[i])
        const num2 = i >= len2 ? 0 : Number(arr2[i])
        if(num1 >num2){
            return 1
        }else if(num1 < num2){
            return -1
        }
    }
    return 0
};

4 有效的括号

题目： 给定一个只包括 '('，')'，'{'，'}'，'['，']' 的字符串 s ，判断字符串是否有效。有效字符串需满足：

左括号必须用相同类型的右括号闭合。
左括号必须以正确的顺序闭合。

思路： 遇到左括号存起来，遇到右括号即进行匹配

1.新建一个Map，设置左右括号为键值对；新建一个栈，存储左括号

2.遍历字符串，遇到左括号，存到栈中

3.遇到右括号，查询此时栈顶元素是否匹配

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/**
 * @param {string} s
 * @return {boolean}
 */
var isValid = function(s) {
    const myMap = new Map([[')','('],[']','['],['}','{']])
    const arr = ['(','[','{']
    const stack = []
    for(let i = 0; i < s.length; i++){
        if(arr.includes(s[i])){
            stack.push(s[i])
        }else{
            if(stack.pop() !== myMap.get(s[i])){
                return false
            }
        }
    }
    return !stack.length
};

5 最长回文子串

题目： 给你一个字符串 s，找到 s 中最长的回文子串。

思路： 从中间向两边循环确认字符是否相等

1.遍历字符串，每个字符都可能是回文子串的中心

2.通过左右指针不断分离确定最长回文子串

3.考虑回文子串两种长度情况：奇数、偶数

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/**
 * @param {string} s
 * @return {string}
 */
var longestPalindrome = function(s) {
    let res = ''
    for(let i = 0; i < s.length; i++){
        let r = i
        let l = i+1
        while(r >= 0 && l < s.length && s[r] === s[l]){
            r--
            l++
        }
        res = res.length > l-r-1 ? res : s.slice(r+1, l)
        let start = end = i
        while(start >= 0 && end < s.length && s[start] === s[end]){
            start--
            end++
        }
        res = res.length > end-start-1 ? res : s.slice(start+1, end)
    }
    return res
};

6 括号生成

题目： 数字 n 代表生成括号的对数，请你设计一个函数，用于能够生成所有可能的并且有效的括号组合。

思路： 从 n-1 推导出 n 的组合情况，只需要遍历 n-1 的所有组合，在所有组合的每个位置填入一对括号()并去重即可。

1.新建Set，存储n=1时的有效括号组合

2.从n=2开始遍历，考虑Set中每个元素增加1对括号的情况

3.更新Set

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/**
 * @param {number} n
 * @return {string[]}
 */
var generateParenthesis = function(n) {
    let res = new Set(["()"])
    for(let i = 2; i <= n; i++){
        const mySet = new Set()
        res.forEach(item => {
            for(let j = 0; j < item.length; j++){
                mySet.add(item.slice(0,j) + '()' + item.slice(j))
            }
        })
        res = mySet
    }
    return [...res]
};

7 字符串相乘

题目： 给定两个以字符串形式表示的非负整数 num1 和 num2，返回 num1 和 num2 的乘积，它们的乘积也表示为字符串形式。注意：不能使用任何内置的 BigInteger 库或直接将输入转换为整数。

思路： 遍历两个字符串，将对位字符转为数值后相乘保存到数组中，最后拼接为字符串

1.新建一个全为0数组res，长度等于两个字符串长度之和

2.嵌套逆序遍历两个字符串，num1[i]和num2[j]的乘积是res[i+j]（取整累加）和res[i+j+1]（取余赋值）

3.将res前置0清空

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/**
 * @param {string} num1
 * @param {string} num2
 * @return {string}
 */
var multiply = function(num1, num2) {
    let len1 = num1.length
    let len2 = num2.length
    const res  = new Array(len1+len2).fill(0)
    for(let i = len1-1; i >= 0; i--){
        for(let j = len2-1; j >= 0; j--){
            const result = num1[i] * num2[j] + res[i+j+1]
            res[i+j] += Math.floor(result / 10)
            res[i+j+1] = result % 10
        }
    }
    let p = 0
    while(res.length > 1 && res[p] === 0){
        res.shift()
    }
    return res.join('')
};

8 最多删除一个字符得到回文

题目： 给定一个非空字符串 s，最多删除一个字符。判断是否能成为回文字符串

思路： 当字符串不回文时，删除左边或者右边

1.封装回文子串判断方法，传参(str, l ,r)

2.初始化两个指针，一个指向字符串头部，另一个指向尾部

3.循环判断两个指针所指的字符是否相等

相等，左指针右移，右指针左移
不相等，分别判断左指针右移或者右指针左移情况下，是否回文

4.如果两个指针所指的字符串不等那么不对称发生了，意味着这是一个可以"删掉试试看"的操作点

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/**
 * @param {string} s
 * @return {boolean}
 */
var validPalindrome = function(s) {
    let start = 0
    let end = s.length - 1
    while(start < end && s[start] === s[end]){
        start++
        end--
    }
    if(start < end){
        if(isPadlindrome(s, start+1,end) || isPadlindrome(s, start, end-1)) return true
        return false
    }
    return true
};

const isPadlindrome = (str, l, r) => {
    while(l < r){
        if(str[l] !== str[r]) return false
        l++
        r--
    }
    return true
}

9 字符串匹配问题

题目：

设计一个支持以下两种操作的数据结构：

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void addWord(word)
bool search(word)

search(word) 可以搜索文字或正则表达式字符串，字符串只包含字母 . 或 a-z 。. 可以表示任何一个字母。

思路：

1.这道题要求字符串既可以被添加、又可以被搜索，这就意味着字符串在添加时一定要被存在某处。键值对存储，我们用 Map（或对象字面量来模拟 Map）。

2.注意，这里为了降低查找时的复杂度，我们可以考虑以字符串的长度为 key，相同长度的字符串存在一个数组中，这样可以提高我们后续定位的效率。

3.难点在于 search 这个 API，它既可以搜索文字，又可以搜索正则表达式。因此我们在搜索前需要额外判断一下，传入的到底是普通字符串，还是正则表达式。若是普通字符串，则直接去 Map 中查找是否有这个 key；若是正则表达式，则创建一个正则表达式对象，判断 Map 中相同长度的字符串里，是否存在一个能够与这个正则相匹配。

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// 构造函数
const WordDictionary = function (){
	this.words = {} 
}
// 添加字符串方法
WordDictionary.prototype.addWord = function (word) {
  const len = word.length
  if(this.words[len]){
    this.words[len].push(word)
  }else{
    this.words[len] = [word]
}
// 搜索字符串方法
WordDictionary.prototype.searchWord = function(word){
  const len = word.length
  // 没有word长度的数组说明不存在该字符串
	if(!this.words[len]) return false
  // 不包含'.'说明是普通字符串
  if(!word.includes('.')) return this.words[len].includes(word)
  // 创建正则表达式对象
  const reg = new RegExp(word)
  // 只要数组中有一个匹配正则表达式的字符串，就返回true
  return this.words[len].some(item => {
    return reg.test(item)
  })
}

10 颠倒字符串中的单词

题目： 给你一个字符串 s ，颠倒字符串中单词的顺序。单词是由非空格字符组成的字符串。s 中使用至少一个空格将字符串中的单词分隔开。返回单词顺序颠倒且单词之间用单个空格连接的结果字符串。

注意：输入字符串 s中可能会存在前导空格、尾随空格或者单词间的多个空格。返回的结果字符串中，单词间应当仅用单个空格分隔，且不包含任何额外的空格

思考： 考虑快慢指针，核心逻辑是：遍历字符串，遇到一个不为空格的元素放下慢指针，快指针一直遍历到空格，此时 slice(慢，快)即可得到单词，依次 unshift 进数组，最后 res.join(' ')即可

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/**
 * @param {string} s
 * @return {string}
 */
var reverseWords = function(s) {
    let start = 0
    let end = 0
    const res = []
    const len = s.length
    while(start < len && end < len){
        if(s[start] !== ' '){
            end = start
            while(s[end] !== ' ' && end < len){
                end++
            }
            res.unshift(s.slice(start, end))
            start = end
        }
        start++
    }
    return res.join(' ')
};