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程序员面试题精选100题(36)-在字符串中删除特定的字符[算法]

时间:2014-11-28 17:42来源:www.chengxuyuans.com 点击:
题目:输入两个字符串,从第一字符串中删除第二个字符串中所有的字符。例如,输入”They are students.”和”aeiou”,则删除之后的第一个字符串变成”Thy r stdnts.”。
分析:这是一道微软面试题。在微软的常见面试题中,与字符串相关的题目占了很大的一部分,因为写程序操作字符串能很好的反映我们的编程基本功。
要 编程完成这道题要求的功能可能并不难。毕竟,这道题的基本思路就是在第一个字符串中拿到一个字符,在第二个字符串中查找一下,看它是不是在第二个字符串 中。如果在的话,就从第一个字符串中删除。但如何能够把效率优化到让人满意的程度,却也不是一件容易的事情。也就是说,如何在第一个字符串中删除一个字 符,以及如何在第二字符串中查找一个字符,都是需要一些小技巧的。
首先我们考虑如何在字符串中删除一个字符。由于字符串的内存分配方式是连续分配的。我们从字符串当中删除一个字符,需要把后面所有的字符往前移动一个字节的位置。但如果每次删除都需要移动字符串后面的字符的话,对于一个长度为n的字符串而言,删除一个字符的时间复杂度为O(n)。而对于本题而言,有可能要删除的字符的个数是n,因此该方法就删除而言的时间复杂度为O(n2)。
事实上,我们并不需要在每次删除一个字符的时候都去移动后面所有的字符。我们可以设想,当一个字符需要被删除的时候,我们把它所占的位置让它后面的字符来填补,也就相当于这个字符被删除了。在具体实现中,我们可以定义两个指针(pFast和pSlow),初始的时候都指向第一字符的起始位置。当pFast指向的字符是需要删除的字符,则pFast直接跳过,指向下一个字符。如果pFast指向的字符是不需要删除的字符,那么把pFast指向的字符赋值给pSlow指向的字符,并且pFast和pStart同时向后移动指向下一个字符。这样,前面被pFast跳过的字符相当于被删除了。用这种方法,整个删除在O(n)时间内就可以完成。
接下来我们考虑如何在一个字符串中查找一个字符。当然,最简单的办法就是从头到尾扫描整个字符串。显然,这种方法需要一个循环,对于一个长度为n的字符串,时间复杂度是O(n)。
由于字符的总数是有限的。对于八位的char型字符而言,总共只有28=256个字符。我们可以新建一个大小为256的数组,把所有元素都初始化为0。然后对于字符串中每一个字符,把它的ASCII码映射成索引,把数组中该索引对应的元素设为1。这个时候,要查找一个字符就变得很快了:根据这个字符的ASCII码,在数组中对应的下标找到该元素,如果为0,表示字符串中没有该字符,否则字符串中包含该字符。此时,查找一个字符的时间复杂度是O(1)。其实,这个数组就是一个hash表。这种思路的详细说明,详见本面试题系列的第13题。
基于上述分析,我们可以写出如下代码:
///////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Delete all characters in pStrDelete from pStrSource
///////////////////////////////////////////////////////////////////////
void DeleteChars(char* pStrSource, const char* pStrDelete)
{
      if(NULL == pStrSource || NULL == pStrDelete)
            return;
 
      // Initialize an array, the index in this array is ASCII value.
      // All entries in the array, whose index is ASCII value of a
      // character in the pStrDelete, will be set as 1.
      // Otherwise, they will be set as 0.
      const unsigned int nTableSize = 256;
      int hashTable[nTableSize];
      memset(hashTable, 0, sizeof(hashTable));
 
      const char* pTemp = pStrDelete;
      while ('\0' != *pTemp)
      {
            hashTable[*pTemp] = 1;
            ++ pTemp;
      }
 
      char* pSlow = pStrSource;
      char* pFast = pStrSource;
      while ('\0' != *pFast)
      {
            // if the character is in pStrDelete, move both pStart and
            // pEnd forward, and copy pEnd to pStart.
            // Otherwise, move only pEnd forward, and the character
            // pointed by pEnd is deleted
            if(1 != hashTable[*pFast])
            {
                  *pSlow = *pFast;
                  ++ pSlow;
            }
 
            ++pFast;
      }
 
      *pSlow = '\0';
}

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