C语言/数据结构字符串题解：按字符类型重排（数字→字母→符号）——三趟扫描稳定分区

问题描述

小明在整理班级的图书角时，发现每本书的封面上都印有一个字符（可能是字母、数字或符号）。为了便于分类，老师希望将这些字符按照类型重新排序：先排列所有数字字符（'0'-'9'），然后是所有字母字符（'a'-'z', 'A'-'Z'），最后是其他符号字符。同时，要求在同类型字符中保持它们在原始字符串中的相对顺序不变。

请帮助小明设计一个算法，实现字符串的字符类型排序。

要求：

1. 算法的时间复杂度应为 O(n)，其中 n 是字符串的长度。
2. 尽量减少额外空间的使用，以体现算法优化能力。

测试样例

样例1：

输入：s = "a1b2c3" 输出："123abc" 解释：原始字符串中的数字字符 '1','2','3' 排在前面，接着是字母字符 'a','b','c'，它们都保持了原始顺序。

样例2：

输入：s = "Hi! How are you? 123?" 输出："123HiHowareyou! ? ?" 解释：数字字符 '1','2','3' 先输出，然后是大写字母 'H','H'，小写字母 'i','o','w','a','r','e','y','o','u'，最后是符号字符 '!',' '（空格）、'?',' '（空格）、'?'。所有字符保持原始相对顺序。

样例3：

输入：s = "Test123!!" 输出："123Test!!" 解释：数字字符 '1','2','3' 排在最前，然后是字母字符 'T','e','s','t'，最后是符号字符 '!','!'。

约束条件

• 1 ≤ s.length ≤ 1000
• 字符串 s 可能包含任意可打印 ASCII 字符（ASCII 值从 32 到 126）
• 输出字符串应包含输入字符串中的所有字符（包括空格等符号），且同类型字符的相对顺序与输入一致

程序代码

#include <stdio.h>

#include <string.h>

#include <stdlib.h>

char* sortCharacters(char* s) {

int n = strlen(s);

char* result = (char*)malloc((n + 1) * sizeof(char));

int idx = 0;

// 第一趟：数字

for (int i = 0; i < n; i++) {

if (si >= '0' && si <= '9') {

resultidx++ = si;

}

}

// 第二趟：字母

for (int i = 0; i < n; i++) {

if ((si >= 'a' && si <= 'z') || (si >= 'A' && si <= 'Z')) {

resultidx++ = si;

}

}

// 第三趟：其他符号

for (int i = 0; i < n; i++) {

if (!(si >= '0' && si <= '9') &&

!(si >= 'a' && si <= 'z') &&

!(si >= 'A' && si <= 'Z')) {

resultidx++ = si;

}

}

resultidx = '\0';

return result;

}

int main() {

char* r1 = sortCharacters("a1b2c3");

char* r2 = sortCharacters("Hi! How are you? 123?");

char* r3 = sortCharacters("Test123!!");

printf("%s\n", r1); // 123abc

printf("%s\n", r2); // 123HiHowareyou! ? ?

printf("%s\n", r3); // 123Test!!

free(r1);

free(r2);

free(r3);

return 0;

}

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>

char* sortCharacters(char* s) {
    int n = strlen(s);
    char* result = (char*)malloc((n + 1) * sizeof(char));
    int idx = 0;
    
    // 第一趟：数字
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        if (s[i] >= '0' && s[i] <= '9') {
            result[idx++] = s[i];
        }
    }
    
    // 第二趟：字母
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        if ((s[i] >= 'a' && s[i] <= 'z') || (s[i] >= 'A' && s[i] <= 'Z')) {
            result[idx++] = s[i];
        }
    }
    
    // 第三趟：其他符号
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        if (!(s[i] >= '0' && s[i] <= '9') && 
            !(s[i] >= 'a' && s[i] <= 'z') && 
            !(s[i] >= 'A' && s[i] <= 'Z')) {
            result[idx++] = s[i];
        }
    }
    
    result[idx] = '\0';
    return result;
}

int main() {
    char* r1 = sortCharacters("a1b2c3");
    char* r2 = sortCharacters("Hi! How are you? 123?");
    char* r3 = sortCharacters("Test123!!");
    
    printf("%s\n", r1);  // 123abc
    printf("%s\n", r2);  // 123HiHowareyou! ? ? 
    printf("%s\n", r3);  // 123Test!!
    
    free(r1);
    free(r2);
    free(r3);
    
    return 0;
}

运行结果