LeetCode 151. 反转字符串中的单词

LeetCode 151. 反转字符串中的单词 解析

这个问题要求将给定字符串中的单词顺序反转，同时移除多余空格，使得每个单词之间只有一个空格，且字符串首尾无空格。

方法思路

最优解法是原地反转法：通过三次反转操作实现单词顺序的反转，同时处理多余空格。具体步骤如下：

1. 移除多余空格 ：

   将字符串中的多余空格去除，只保留单词间的单个空格，并调整字符串长度。

2. 整体反转 ：

   将处理后的字符串整体反转。

3. 单词反转 ：

   遍历字符串，对每个单词进行局部反转，恢复单词的原始顺序。

C++ 代码实现

#include <string>
#include <algorithm>

class Solution {
public:
    string reverseWords(string s) {
        // 1. 移除多余空格
        int i = 0, j = 0;  // i 为写入指针，j 为读取指针
        while (j < s.length()) {
            // 跳过前导空格
            while (j < s.length() && s[j] == ' ') j++;
            if (j >= s.length()) break;  // 处理全空格的情况
            
            // 添加单词和中间空格
            if (i != 0) s[i++] = ' ';  // 单词间添加一个空格
            while (j < s.length() && s[j] != ' ') {
                s[i++] = s[j++];
            }
        }
        s.resize(i);  // 调整字符串长度
        
        // 2. 整体反转
        reverse(s.begin(), s.end());
        
        // 3. 逐个单词反转
        i = 0;
        for (int j = 0; j <= s.length(); j++) {
            if (j == s.length() || s[j] == ' ') {  // 遇到空格或字符串末尾
                reverse(s.begin() + i, s.begin() + j);
                i = j + 1;  // 更新下一个单词的起始位置
            }
        }
        
        return s;
    }
};

代码解释

1. 移除多余空格：

   • 使用双指针 i 和 j，其中 j 用于遍历原字符串，i 用于写入处理后的字符。
   • 跳过前导空格，遇到单词时将其复制到 i 位置，并在单词间添加单个空格。
   • 最终使用 resize(i) 调整字符串长度，去除尾部冗余字符。

2. 整体反转 ：

   使用 reverse(s.begin(), s.end()) 将整个字符串反转，此时单词顺序已反转，但每个单词内部字符顺序也被反转。

3. 单词反转：

   • 遍历字符串，每当遇到空格或字符串末尾时，将当前单词（从 i 到 j-1）进行局部反转。
   • 更新 i 为下一个单词的起始位置（j+1）。

复杂度分析

• 时间复杂度：O(n)，其中 n 是字符串的长度。每个字符最多被处理三次（移除空格、整体反转、单词反转）。
• 空间复杂度：O(1)，仅需常数级的额外空间。

示例

输入：s = " hello world! "

输出："world! hello"
解释：

1. 移除多余空格 ："hello world!"
2. 整体反转 ："!dlrow olleh"
3. 单词反转 ："world! hello"

关键点

1. 原地修改 ：

   通过双指针法在原字符串上直接操作，避免额外空间开销。

2. 三次反转策略 ：

   整体反转+单词反转的组合巧妙地实现了单词顺序的反转，同时保持单词内容正确。

3. 边界处理：

   • 处理字符串首尾的多余空格。
   • 处理连续多个空格的情况。
   • 处理空字符串或全空格字符串的情况。

这种方法高效且符合题目要求，是解决此类问题的经典思路。

方法二：

class Solution {
public:
    string reverseWords(string s) {
        stringstream ss(s);

        vector<string> words;
        string word;

        while (ss >> word)
        {
            words.emplace_back(word);
        }
        
        string res = words[words.size() - 1];
        for (int i = words.size() - 2; i >= 0; --i)
        {
            res += " ";
            res += words[i];
        }

        return res;

    }
};