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0054.替换数字.md

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替换数字

卡码网题目链接

给定一个字符串 s，它包含小写字母和数字字符，请编写一个函数，将字符串中的字母字符保持不变，而将每个数字字符替换为number。

例如，对于输入字符串 "a1b2c3"，函数应该将其转换为 "anumberbnumbercnumber"。

对于输入字符串 "a5b"，函数应该将其转换为 "anumberb"

输入：一个字符串 s,s 仅包含小写字母和数字字符。

输出：打印一个新的字符串，其中每个数字字符都被替换为了number

样例输入：a1b2c3

样例输出：anumberbnumbercnumber

数据范围：1 <= s.length < 10000。

思路

如果想把这道题目做到极致，就不要只用额外的辅助空间了！ （不过使用Java刷题的录友，一定要使用辅助空间，因为Java里的string不能修改）

首先扩充数组到每个数字字符替换成 "number" 之后的大小。

例如 字符串 "a5b" 的长度为3，那么 将 数字字符变成字符串 "number" 之后的字符串为 "anumberb" 长度为 8。

如图：

然后从后向前替换数字字符，也就是双指针法，过程如下：i指向新长度的末尾，j指向旧长度的末尾。

有同学问了，为什么要从后向前填充，从前向后填充不行么？

从前向后填充就是O(n^2)的算法了，因为每次添加元素都要将添加元素之后的所有元素整体向后移动。

其实很多数组填充类的问题，其做法都是先预先给数组扩容带填充后的大小，然后在从后向前进行操作。

这么做有两个好处：

  1. 不用申请新数组。
  2. 从后向前填充元素，避免了从前向后填充元素时，每次添加元素都要将添加元素之后的所有元素向后移动的问题。

C++代码如下：

#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
    string s;
    while (cin >> s) {
        int sOldIndex = s.size() - 1;
        int count = 0; // 统计数字的个数
        for (int i = 0; i < s.size(); i++) {
            if (s[i] >= '0' && s[i] <= '9') {
                count++;
            }
        }
        // 扩充字符串s的大小，也就是将每个数字替换成"number"之后的大小
        s.resize(s.size() + count * 5);
        int sNewIndex = s.size() - 1;
        // 从后往前将数字替换为"number"
        while (sOldIndex >= 0) {
            if (s[sOldIndex] >= '0' && s[sOldIndex] <= '9') {
                s[sNewIndex--] = 'r';
                s[sNewIndex--] = 'e';
                s[sNewIndex--] = 'b';
                s[sNewIndex--] = 'm';
                s[sNewIndex--] = 'u';
                s[sNewIndex--] = 'n';
            } else {
                s[sNewIndex--] = s[sOldIndex];
            }
            sOldIndex--;
        }
        cout << s << endl;       
    }
}
  • 时间复杂度：O(n)
  • 空间复杂度：O(1)

此时算上本题，我们已经做了七道双指针相关的题目了分别是：

拓展

这里也给大家拓展一下字符串和数组有什么差别，

字符串是若干字符组成的有限序列，也可以理解为是一个字符数组，但是很多语言对字符串做了特殊的规定，接下来我来说一说C/C++中的字符串。

在C语言中，把一个字符串存入一个数组时，也把结束符 '\0'存入数组，并以此作为该字符串是否结束的标志。

例如这段代码：

char a[5] = "asd";
for (int i = 0; a[i] != '\0'; i++) {
}

在C++中，提供一个string类，string类会提供 size接口，可以用来判断string类字符串是否结束，就不用'\0'来判断是否结束。

例如这段代码:

string a = "asd";
for (int i = 0; i < a.size(); i++) {
}

那么vector< char > 和 string 又有什么区别呢？

其实在基本操作上没有区别，但是 string提供更多的字符串处理的相关接口，例如string 重载了+，而vector却没有。

所以想处理字符串，我们还是会定义一个string类型。

其他语言版本

C：

Java：

解法一

import java.util.Scanner;

public class Main {
    
    public static String replaceNumber(String s) {
        int count = 0; // 统计数字的个数
        int sOldSize = s.length();
        for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
            if(Character.isDigit(s.charAt(i))){
                count++;
            }
        }
        // 扩充字符串s的大小，也就是每个空格替换成"number"之后的大小
        char[] newS = new char[s.length() + count * 5];
        int sNewSize = newS.length;
        // 将旧字符串的内容填入新数组
        System.arraycopy(s.toCharArray(), 0, newS, 0, sOldSize);
        // 从后先前将空格替换为"number"
        for (int i = sNewSize - 1, j = sOldSize - 1; j < i; j--, i--) {
            if (!Character.isDigit(newS[j])) {
                newS[i] = newS[j];
            } else {
                newS[i] = 'r';
                newS[i - 1] = 'e';
                newS[i - 2] = 'b';
                newS[i - 3] = 'm';
                newS[i - 4] = 'u';
                newS[i - 5] = 'n';
                i -= 5;
            }
        }
        return new String(newS);
    };
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        String s = scanner.next();
        System.out.println(replaceNumber(s));
        scanner.close();
    }
}

解法二

// 为了还原题目本意，先把原数组复制到扩展长度后的新数组，然后不再使用原数组、原地对新数组进行操作。
import java.util.*;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        String s = sc.next();
        int len = s.length();
        for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
            if (s.charAt(i) >= 0 && s.charAt(i) <= '9') {
                len += 5;
            }
        }
        
        char[] ret = new char[len];
        for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
            ret[i] = s.charAt(i);
        }
        for (int i = s.length() - 1, j = len - 1; i >= 0; i--) {
            if ('0' <= ret[i] && ret[i] <= '9') {
                ret[j--] = 'r';
                ret[j--] = 'e';
                ret[j--] = 'b';
                ret[j--] = 'm';
                ret[j--] = 'u';
                ret[j--] = 'n';
            } else {
                ret[j--] = ret[i];
            }
        }
        System.out.println(ret);
    }
}

Go：

package main

import "fmt"

func main(){
    var strByte []byte
    
    fmt.Scanln(&strByte)
    
    for i := 0; i < len(strByte); i++{
        if strByte[i] <= '9' && strByte[i] >= '0' {
            inserElement := []byte{'n','u','m','b','e','r'}
            strByte = append(strByte[:i], append(inserElement, strByte[i+1:]...)...)
            i = i + len(inserElement) -1
        }
    }
    
    fmt.Printf(string(strByte))
}

Go使用双指针解法

package main

import "fmt"

func replaceNumber(strByte []byte) string {
    // 查看有多少字符
    numCount, oldSize := 0, len(strByte)
    for i := 0; i < len(strByte); i++ {
        if (strByte[i] <= '9') && (strByte[i] >= '0') {
            numCount ++
        }
    }
    // 增加长度
    for i := 0; i < numCount; i++ {
        strByte = append(strByte, []byte("     ")...)
    }
    tmpBytes := []byte("number")
    // 双指针从后遍历
    leftP, rightP := oldSize-1, len(strByte)-1
    for leftP < rightP {
        rightShift := 1
        // 如果是数字则加入number
        if (strByte[leftP] <= '9') && (strByte[leftP] >= '0') {
            for i, tmpByte := range tmpBytes {
                strByte[rightP-len(tmpBytes)+i+1] = tmpByte
            }
            rightShift = len(tmpBytes)
        } else {
            strByte[rightP] = strByte[leftP]
        }
        // 更新指针
        rightP -= rightShift
        leftP -= 1
    }
    return string(strByte)
}

func main(){
    var strByte []byte
    fmt.Scanln(&strByte)
    
    newString := replaceNumber(strByte)

    fmt.Println(newString)
}

python：

class Solution:
    def change(self, s):
        lst = list(s) # Python里面的string也是不可改的，所以也是需要额外空间的。空间复杂度：O(n)。
        for i in range(len(lst)):
            if lst[i].isdigit():
                lst[i] = "number"
        return ''.join(lst)

JavaScript:

const readline = require("readline");

const rl = readline.createInterface({
    input: process.stdin,
    output: process.stdout
})

function main() {
    const num0 = "0".charCodeAt();
    const num9 = "9".charCodeAt();
    const a = "a".charCodeAt();
    const z = "z".charCodeAt();
    function isAZ(str) {
        return str >= a && str <= z;
    }
    function isNumber(str) {
        return str >= num0 && str <= num9;
    }
    rl.on("line", (input) => {
        let n = 0;
        for (let i = 0; i < input.length; i++) {
            const val = input[i].charCodeAt();
            if (isNumber(val)) {
                n+= 6;
            }
            if (isAZ(val)) {
                n++;
            }
        }
        const ans = new Array(n).fill(0);
        let index = input.length - 1;
        for (let i = n - 1; i >= 0; i--) {
            const val = input[index].charCodeAt();
            if (isAZ(val)) {
                ans[i] = input[index];
            }
            if (isNumber(val)) {
                ans[i] = "r";
                ans[i - 1] = "e";
                ans[i - 2] = "b";
                ans[i - 3] = "m";
                ans[i - 4] = "u";
                ans[i - 5] = "n";
                i -= 5;
            }
            index--;
        }
        console.log(ans.join(""));
    })
}

main();

TypeScript：

Swift:

Scala:

PHP：

<?php
// 标准输入
$s = trim(fgets(STDIN));
$oldLen = strlen($s);
$count = 0;
for ($i = 0; $i < $oldLen; $i++) {
    if (is_numeric($s[$i])) {
      $count++;
    }
}

// 扩充字符串
$s = str_pad($s, $oldLen + $count * 5);
$newLen = strlen($s);
while($oldLen >= 0) {
    if (is_numeric($s[$oldLen])) {
        $s[$newLen--] = 'r';
        $s[$newLen--] = 'e';
        $s[$newLen--] = 'b';
        $s[$newLen--] = 'm';
        $s[$newLen--] = 'u';
        $s[$newLen--] = 'n';
    } else {
        $s[$newLen--] = $s[$oldLen];
    }
    $oldLen--;
}

echo $s;
?>

Rust: