leetcode68:文本左右对齐

给定一个单词数组 words 和一个长度 maxWidth ，重新排版单词，使其成为每行恰好有 maxWidth 个字符，且左右两端对齐的文本。

你应该使用 “贪心算法” 来放置给定的单词；也就是说，尽可能多地往每行中放置单词。必要时可用空格 ' ' 填充，使得每行恰好有 maxWidth 个字符。

要求尽可能均匀分配单词间的空格数量。如果某一行单词间的空格不能均匀分配，则左侧放置的空格数要多于右侧的空格数。

文本的最后一行应为左对齐，且单词之间不插入额外的空格。

注意:

• 单词是指由非空格字符组成的字符序列。
• 每个单词的长度大于 0，小于等于 maxWidth。
• 输入单词数组 words 至少包含一个单词。

示例 1:

输入: words = ["This", "is", "an", "example", "of", "text", "justification."], maxWidth = 16
输出:
["This    is    an","example  of text","justification.  "
]

示例 2:

输入:words = ["What","must","be","acknowledgment","shall","be"], maxWidth = 16
输出:
["What   must   be","acknowledgment  ","shall be        "
]
解释: 注意最后一行的格式应为 "shall be    " 而不是 "shall     be",因为最后一行应为左对齐，而不是左右两端对齐。       第二行同样为左对齐，这是因为这行只包含一个单词。

示例 3:

输入:words = ["Science","is","what","we","understand","well","enough","to","explain","to","a","computer.","Art","is","everything","else","we","do"]，maxWidth = 20
输出:
["Science  is  what we","understand      well","enough to explain to","a  computer.  Art is","everything  else  we","do                  "
]

提示:

• 1 <= words.length <= 300
• 1 <= words[i].length <= 20
• words[i] 由小写英文字母和符号组成
• 1 <= maxWidth <= 100
• words[i].length <= maxWidth

步骤 1：问题定义和条件分析

本题要求给定一个单词数组 words 和一个最大宽度 maxWidth，将单词重新排列，形成左右对齐的文本块，每行的宽度恰好等于 maxWidth。具体要求为：

1. 左右对齐：每行的字符宽度需要恰好为 maxWidth。
2. 单词间空格分布：每行内单词间的空格尽量均匀分布；如果无法完全均匀分配，左边的空格比右边多。
3. 特殊行规则：最后一行需要左对齐，且单词间不需插入额外空格。

输入输出条件：

• 输入：
  • words 是包含单词的数组， 1 <= words.length <= 300，且每个单词长度 1 <= words[i].length <= 20。
  • maxWidth 是每行的字符数，1 <= maxWidth <= 100。
• 输出：
  • 返回一个字符串列表，每个字符串代表排版后的每行内容。

边界条件：

1. 所有单词恰好可以在一行显示。
2. 单词个数较少或特别多时可能出现空格数量不均匀的情况。
3. 每行的字符数需要恰好满足 maxWidth，包括空格。

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步骤 2：解决方案设计

我们采用贪心算法，逐行构建符合 maxWidth 宽度的字符串。解决思路分为以下步骤：

1. 逐行放置单词：从 words 中尽可能多地取出单词来填充当前行，直至超过 maxWidth。
2. 计算空格分布：
   • 对于每行，计算放置的单词总长度，计算空格总数。
   • 如果不是最后一行，将空格尽量均匀分布在单词之间，若有剩余空格则分配到前面的单词间。
3. 处理特殊行：最后一行按左对齐规则排版，在单词之间不插入额外空格，右侧用空格填充至 maxWidth。

时间复杂度：O(N)

• 我们遍历 words 数组，每个单词只处理一次，因此时间复杂度为 O(N)，其中 N 为 words 数量。

空间复杂度：O(N)

• 输出字符串的空间复杂度为 O(N)，因为我们生成一个新的字符串列表。

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步骤 3：代码实现

步骤 4：算法优化和启发

通过这个问题，我们可以看到贪心算法在空间分配、文本排版等问题中的适用性。贪心策略的优点是简单且效率高，能够迅速找到局部最优解。该方法在大规模文本或页面排版中非常适用，比如在 Web 排版、电子书格式化等领域，能有效提高排版速度和质量。

此外，该算法展示了如何处理边界情况，比如空格不均匀分布和多余空格填充问题，这对文字处理类算法有借鉴意义。

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步骤 5：实际应用场景

在现代排版系统中，该算法有广泛的应用。例如：

示例应用：新闻内容管理系统 (CMS)

• 在新闻、社交媒体、网站上，将文章排版成对齐、阅读体验良好的段落尤为重要。
• 使用此算法可确保文章段落在屏幕或打印页上对齐，提升用户的阅读体验。具体实现时，系统可以根据用户设备或阅读偏好，调整 maxWidth 以适应不同分辨率的设备。

总结来看，这类文本对齐算法对于排版的精确控制非常重要，在内容展示与管理系统、电子书编辑软件中都能找到直接应用。