【leetcode 力扣刷题】双指针///原地扩充线性表

剑指 Offer 05. 替换空格

题目链接：剑指 Offer 05. 替换空格
题目内容：

这是一道简单题，理解题意，就是将字符串s中的空格‘ ’替换成‘%20’。需要注意：一个空格是一个char，替换成‘%20’是3个char。

这里有两种思路：一种是定义一个新的string变量ss，ss是s替换空格后的版本；一种是先扩充s的长度，然后在s上替换空格。

定义一个新字符串

这个方法先定义一个新的字符串ss，需要申请额外的空间。从前往后遍历s的时候，如果s[i] != ‘ ’，ss[j] = s[i]，直接复制s的元素；如果s[i] == ‘ ’，那么ss[j]/ss[j+1]/ss[j+2]分别赋值‘%’，‘2’，‘0’，直到遍历完s。
【注意】需要先遍历s，统计s中空格的数量，以确定ss的长度为s.size() + 2 * count。
代码如下（C++）：

lass Solution {
public:string replaceSpace(string s) {//先统计s中的空格数量int count = 0;for(int i = 0; i < s.size(); i++){if(s[i] == ' ')count++;}//申请新的空间s.size()+2*countstring ss(s.size()+2*count,' ');for(int i = 0, j = 0; i < s.size(); i++){if(s[i] == ' '){ //替换空格ss[j++] = '%';ss[j++] = '2';ss[j++] = '0';}else{ss[j++] = s[i];}}return ss;}
};

扩充字符串，原地替换

上面的方法很容易想到，但是需要额外申请s.size()+2*count的空间。是否有空间复杂度更低的方法呢？
如果将空格替换成其他字符比如’a’，那么可以直接从前往后【从后往前也是可以的】遍历字符串中的每个字符，如果s[i]==‘ ’，就s[i] = ‘a’。这道题可以这么做吗？ 答案是不行的。如果是s[i] == ‘ ’后，s[i]和s[i+1]和s[i+2]分别赋值‘%’，‘2’，‘0’，那么本身的s[i+1]/s[i+2]的值就会被覆盖。
但是从后往前遍历就可以！先把s长度扩充为替换后的长度s.size() + 2 * count。双指针一个front定位在s原长度的最后一个元素；behind定位在s新长度的最后一个元素。front逐步前移，遍历s中的字符；如果s[front] != ‘ ’→s[behind] = s[front]；如果s[front] == ‘ ’→s[behind-2]/s[behind-1]/s[behind]分别赋值‘%’‘2’‘0’。
从后往前遍历，不存在上面提到的s中一些未被遍历的元素被覆盖的情况。 因为front始终是小于等于behind的，而只有behind小于了front才有未遍历元素被覆盖。小于说明front指针前还有空格要替换；等于就说明front前面的元素全都非空格。一开始front在behind前面2 * count个位置，不是空格时，front前移一个，behind也前移一个，两者距离不变；遇到空格时，front前移一个，behind变成了‘%20’后前移三个，两个距离减少2，也就是每替换一个空格behind就向front靠近2个下标位置。因此直到空格替换完，front都在behind前面。而s中只有front前面的元素是没有复制到新s中的，front后面的元素都已经被复制到了s中的新位置，因此不存在没有遍历的元素被覆盖掉的情况。
另外，注意循环条件是front<behind，front=behind相等即说明空格替换完毕。
代码如下（C++）：

class Solution {
public:string replaceSpace(string s) {//统计空格数量int count = 0;for(int i = 0; i < s.size(); i++){if(s[i] == ' ')count++;}int original = s.size(); //保留原始长度s.resize(original + 2*count); //resize到新的长度，新增一截//注意循环条件是front<behind,front和behind相等即说明空格替换完毕for(int behind = s.size()-1, front = original -1; front<behind ; front--){if(s[front] == ' '){//替换空格s[behind--] = '0';s[behind--] = '2';s[behind--] = '%';}elses[behind--] = s[front];}return s;}
};

思考

这个题目不仅适用于string，对于其他可变长度的数据结构，比如vector也是可以的。先扩充，再利用双指针原地操作原元素，可以降低空间复杂度。