题目
给你一个字符数组chars ,请使用下述算法进行压缩。
1、从一个空字符串s开始,对于chars中的每组连续重复字符 :
(1)如果这一组长度为1 ,则将字符追加到s中。
(2)否则,需要向s追加字符,后跟这一组的长度。
2、压缩后得到的字符串s不应该直接返回 ,需要转储到字符数组chars中。需要注意的是,如果组长度为10或10以上,则在chars数组中会被拆分为多个字符。
请在修改完输入数组后 ,返回该数组的新长度。
备注:chars[i]可以是小写英文字母、大写英文字母、数字或符号。
示例 1:
python
输入:chars = ["a","a","b","b","c","c","c"]
输出:返回6 ,输入数组的前6个字符应该是["a","2","b","2","c","3"]。
解释:"aa"被"a2"替代,"bb"被"b2"替代,"ccc"被"c3"替代。
示例 2:
python
输入:chars = ["a"]
输出:返回1,输入数组的前1个字符应该是["a"]。
解释:唯一的组是"a",它保持未压缩,因为它是一个字符。
示例 3:
python
输入:chars = ["a","b","b","b","b","b","b","b","b","b","b","b","b"]
输出:返回4,输入数组的前4个字符应该是["a","b","1","2"]。
解释:由于字符"a"不重复,所以不会被压缩,"bbbbbbbbbbbb"被"b12"替代。
使用栈
使用栈来求解本题的基本思想是:利用栈这种数据结构来存储连续重复字符的信息。解题的主要步骤如下。
1、初始化栈。创建一个栈,用于存放字符及其重复次数。
2、遍历数组。从左至右,遍历输入数组chars。
3、处理字符。如果栈为空,或当前字符与栈顶字符不同,将当前字符及其初始计数1压入栈中。如果当前字符与栈顶字符相同,增加栈顶计数。
4、构建压缩后的字符串。当遍历完整个数组后,从栈中弹出字符及其计数,并将它们按照规则添加到结果数组中。
根据上面的算法步骤,我们可以得出下面的示例代码。
python
def string_compression_by_stack(chars):
stack = []
write_index = 0
for read_index in range(len(chars)):
# 如果栈为空,或者当前字符与栈顶字符不同
if not stack or chars[read_index] != stack[-1][0]:
# 入栈
stack.append([chars[read_index], 1])
else:
# 更新计数
stack[-1][1] += 1
# 构建压缩后的字符串
for char, count in stack:
# 写入字符
chars[write_index] = char
write_index += 1
# 如果计数大于1,则写入计数
if count > 1:
# 将计数按位写入
for digit in str(count):
chars[write_index] = digit
write_index += 1
return write_index
chars = ["a", "a", "b", "b", "c", "c", "c"]
new_length = string_compression_by_stack(chars)
print(new_length)
print(chars[:new_length])
chars = ["a"]
new_length = string_compression_by_stack(chars)
print(new_length)
print(chars[:new_length])
chars = ["a","b","b","b","b","b","b","b","b","b","b","b","b"]
new_length = string_compression_by_stack(chars)
print(new_length)
print(chars[:new_length])
双指针法
双指针法利用了一个基本事实:压缩后的字符数组通常情况下比原数组要短,最坏情况下一样长。我们可以使用两个指针:read_index和write_index。read_index用于读取原数组中的字符,write_index用于写入压缩后的结果。遍历原数组,当遇到相同的字符时,更新计数。当遇到不同的字符时,将当前字符及其计数(如果大于1)写入到chars数组中,并更新write_index。使用双指针法求解本题的主要步骤如下。
1、初始化,将read_index和write_index置为0。
2、遍历chars数组,使用read_index逐个读取字符,并进行以下操作。
(1)使用一个变量count,记录当前字符的重复次数。
(2)当遇到不同的字符时,将当前字符和其重复次数写入chars数组的write_index位置,并更新 write_index。
3、返回write_index作为新长度。
根据上面的算法步骤,我们可以得出下面的示例代码。
python
def string_compression_by_two_pointers(chars):
read_index = 0
write_index = 0
n = len(chars)
while read_index < n:
char = chars[read_index]
count = 0
# 一直遍历到不同的字符为止
while read_index < n and chars[read_index] == char:
read_index += 1
count += 1
# 先写入字符
chars[write_index] = char
write_index += 1
# 如果计数大于1,再写入计数
if count > 1:
for digit in str(count):
chars[write_index] = digit
write_index += 1
return write_index
chars = ["a", "a", "b", "b", "c", "c", "c"]
new_length = string_compression_by_two_pointers(chars)
print(new_length)
print(chars[:new_length])
chars = ["a"]
new_length = string_compression_by_two_pointers(chars)
print(new_length)
print(chars[:new_length])
chars = ["a","b","b","b","b","b","b","b","b","b","b","b","b"]
new_length = string_compression_by_two_pointers(chars)
print(new_length)
print(chars[:new_length])
总结
使用栈来求解本题时,需要遍历输入数组一次,每个字符至多入栈和出栈各一次。故时间复杂度为O(n),其中n是输入数组的长度。其空间复杂度为O(n),需要额外的空间来存储栈。
双指针法的时间复杂度也为O(n),但其空间复杂度仅为O(1),不需要额外的空间。与使用栈的方法相比,双指针法效率更高,但在理解上可能稍微复杂一些。