几道 BAT 算法面试中经常问的「字符串」问题

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String 作为最常见的编程语言类型之一，在算法面试中出现的频率极高。

1. 验证回文串

题目来源于 LeetCode 第 125 号问题：验证回文串。这道题目是 初级程序员 在面试的时候经常遇到的一道算法题，而且面试官喜欢面试者手写！

题目描述

给定一个字符串，验证它是否是回文串，只考虑字母和数字字符，可以忽略字母的大小写。

说明：本题中，我们将空字符串定义为有效的回文串。

示例 1:

输入: "A man, a plan, a canal: Panama"
输出: true

示例 2:

输入: "race a car"
输出: false

题目解析

先理解一个概念：所谓回文，就是一个正读和反读都一样的字符串。

先假设是验证一个单词 level 是否是回文字符串，通过概念涉及到 正 与 反 ，那么很容易想到使用双指针，从字符的开头和结尾处开始遍历整个字符串，相同则继续向前寻找，不同则直接返回 false。

而这里与单独验证一个单词是否是回文字符串有所区别的是加入了 空格 与 非字母数字的字符，但实际上的做法一样的：

一开始先建立两个指针，left 和 right , 让它们分别从字符的开头和结尾处开始遍历整个字符串。

如果遇到非字母数字的字符就跳过，继续往下找，直到找到下一个字母数字或者结束遍历，如果遇到大写字母，就将其转为小写。

当左右指针都找到字母数字时，可以进行比较的时候，比较这两个字符，如果相等，则两个指针向它们的前进方向挪动，然后继续比较下面两个分别找到的字母数字，若不相等，直接返回 false。

动画描述

代码实现

注：isLetterOrDigit 方法确定指定的字符是否为字母或数字。

class Solution {public boolean isPalindrome(String s) {if(s.length() == 0)return true;int l = 0, r = s.length() - 1;while(l < r){//确定指定的字符是否为字母或数字if(!Character.isLetterOrDigit(s.charAt(l))){l++;}else if(!Character.isLetterOrDigit(s.charAt(r))){r--;}else{if(Character.toLowerCase(s.charAt(l)) != Character.toLowerCase(s.charAt(r)))return false;l++;r--;} }return true;}
}

2. 分割回文串

题目来源于 LeetCode 第 131 号问题：分割回文串。

给定一个字符串 s，将 s 分割成一些子串，使每个子串都是回文串。

返回 s 所有可能的分割方案。

示例:

输入: "aab"
输出:
[["aa","b"],["a","a","b"]
]

题目解析

首先，对于一个字符串的分割，肯定需要将所有分割情况都遍历完毕才能判断是不是回文数。不能因为 abba 是回文串，就认为它的所有子串都是回文的。

既然需要将所有的分割方法都找出来，那么肯定需要用到DFS（深度优先搜索）或者BFS（广度优先搜索）。

在分割的过程中对于每一个字符串而言都可以分为两部分：左边一个回文串加右边一个子串，比如 "abc" 可分为 "a" + "bc" 。 然后对"bc"分割仍然是同样的方法，分为"b"+"c"。

在处理的时候去优先寻找更短的回文串，然后回溯找稍微长一些的回文串分割方法，不断回溯，分割，直到找到所有的分割方法。

举个：分割"aac"。

1. 分割为 a + ac
2. 分割为 a + a + c，分割后，得到一组结果，再回溯到 a + ac
3. a + ac 中 ac 不是回文串，继续回溯，回溯到 aac
4. 分割为稍长的回文串，分割为 aa + c 分割完成得到一组结果，再回溯到 aac
5. aac 不是回文串，搜索结束

动画描述

class Solution {List<List<String>> res = new ArrayList<>();public List<List<String>> partition(String s) {if(s==null||s.length()==0)return res;dfs(s,new ArrayList<String>(),0);return res;}public void dfs(String s,List<String> remain,int left){if(left==s.length()){ //判断终止条件res.add(new ArrayList<String>(remain)); //添加到结果中return;}for(int right=left;right<s.length();right++){ //从left开始，依次判断left->right是不是回文串if(isPalindroom(s,left,right)){ //判断是否是回文串remain.add(s.substring(left,right+1)); //添加到当前回文串到list中dfs(s,remain,right+1); //从right+1开始继续递归，寻找回文串remain.remove(remain.size()-1); //回溯，从而寻找更长的回文串}}}/*** 判断是否是回文串*/public boolean isPalindroom(String s,int left,int right){while(left<right&&s.charAt(left)==s.charAt(right)){left++;right--;}return left>=right;}
}

3. 单词拆分

题目来源于 LeetCode 第 139 号问题：单词拆分。

给定一个非空字符串 s 和一个包含非空单词列表的字典 wordDict，判定 s 是否可以被空格拆分为一个或多个在字典中出现的单词。

说明：

• 拆分时可以重复使用字典中的单词。
• 你可以假设字典中没有重复的单词。

题目解析

与上面的第二题 分割回文串 有些类似，都是拆分，但是如果此题采取 深度优先搜索 的方法来解决的话，答案是超时的，不信的同学可以试一下~

为什么会超时呢？

因为使用 深度优先搜索 会重复的计算了有些位的可拆分情况，这种情况的优化肯定是需要 动态规划 来处理的。

如果不知道动态规划的，可以看一下小吴之前的

万字长文，比较详细的介绍了动态规划的概念。

在这里，只需要去定义一个数组 boolean[] memo，其中第 i 位 memo[i] 表示待拆分字符串从第 0 位到第 i-1 位是否可以被成功地拆分。

然后分别计算每一位是否可以被成功地拆分。

class Solution {public boolean wordBreak(String s, List<String> wordDict) {int n = s.length();int max_length=0;for(String temp:wordDict){max_length = temp.length() > max_length ? temp.length() : max_length;}// memo[i] 表示 s 中以 i - 1 结尾的字符串是否可被 wordDict 拆分boolean[] memo = new boolean[n + 1];memo[0] = true;for (int i = 1; i <= n; i++) {for (int j = i-1; j >= 0 && max_length >= i - j; j--) {if (memo[j] && wordDict.contains(s.substring(j, i))) {memo[i] = true;break;}}}return memo[n];}
}

4. 反转字符串

题目来源于 LeetCode 第 344 号问题：反转字符串。面试官最喜欢让你手写的一道算法题！

编写一个函数，其作用是将输入的字符串反转过来。输入字符串以字符数组 char[] 的形式给出。

不要给另外的数组分配额外的空间，你必须原地修改输入数组、使用 O(1) 的额外空间解决这一问题。

你可以假设数组中的所有字符都是 ASCII 码表中的可打印字符。

示例 1：

输入：["h","e","l","l","o"]
输出：["o","l","l","e","h"]

示例 2：

输入：["H","a","n","n","a","h"]
输出：["h","a","n","n","a","H"]

题目解析

这道题没什么难度，直接从两头往中间走，同时交换两边的字符。注意需要白板编程写出来即可，也注意千万别回答一句使用 reverse() 这种高级函数来解决。。。

动画

class Solution {
public:string reverseString(string s) {int i = 0, j = s.size() - 1;while (i < j){swap(s[i],s[j]);i++;j--;}return s;}
};

5. 把字符串转换成整数

题目来源于剑指 offer 。

将一个字符串转换成一个整数，字符串不是一个合法的数值则返回 0，要求不能使用字符串转换整数的库函数。

题目解析

这道题要考虑全面，对异常值要做出处理。

对于这个题目，需要注意的要点有：

• 指针是否为空指针以及字符串是否为空字符串；
• 字符串对于正负号的处理；
• 输入值是否为合法值，即小于等于'9'，大于等于'0'；
• int为32位，需要判断是否溢出；
• 使用错误标志，区分合法值0和非法值0。

代码实现

public class Solution {public int StrToInt(String str) {if (str == null || str.length() == 0)return 0;boolean isNegative = str.charAt(0) == '-';int ret = 0;for (int i = 0; i < str.length(); i++) {char c = str.charAt(i);if (i == 0 && (c == '+' || c == '-')) /* 符号判定 */continue;if (c < '0' || c > '9') /* 非法输入 */return 0;ret = ret * 10 + (c - '0');}return isNegative ? -ret : ret;}
}

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