面试题8：字符串的空格处理

一、字符串中的空格替换

题目描述：请实现一个函数，把字符串中的每个空格替换成“%20”。例如：输入“We are happy.",则输出”We%20are%20happy."

题记：

      在网络编程中，如果URL参数中含有特殊字符，如空格、'#'等，可能导致服务器端无法获得正确的参数值。就需要将这些特殊字符转换成服务器可以识别的字符。转换规则是在'%'后面跟上ASCII码的两位十六进制的表示。如，空格的ASCII码是32，即十六进制的0x20，因此空格被替换成"%20";'#'的ASCII码为35，即十六进制的0x23，它在URL中被替换成"%23"。

解题分析：

     原字符串中的一个空格字符，被替换后变成'%'、'2'、'0'这三个字符，即增加了两个字符，意思是：原字符串中若有m个空格，替换完成后，新的字符串就增加了m*2个字符。

     在空间复杂度尽可能低的情况下，不允许开辟一个新的数组来存放替换空格后的字符串。如果从前往后替换字符串，那么保存在空格后面的字符串肯定会被覆盖。假设字符串的长度为n。对每个空格字符，需要移动后面O(n)个字符，因此对含有O(n)个空格字符的字符串而言总的时间复杂度是O(n²)，明显不可取。

解题思路：

我们考虑从后往前进行替换，时间复杂度降为O(n)。

（1）首先遍历一遍字符串，找出字符串的长度以及其中的空格数

（2）根据原字符串的长度和空格数求出最后新的字符串的长度

（3）设置两个指针分别指向原字符串和新字符串的末尾位置

（4）如果原字符串的指针指向的内容不空，则将内容赋值给新指针指向的位置；否则从新指针开始向前赋值“02%”

（5）直到两个指针相等时表明字符串中的所有空格已经替换完毕

功能函数：

//将字符串str中的空格替换为"%20"   
void ReplaceBlank(char *str)  
{  
    if(str==NULL)
        return;

    /******遍历字符串，求出其中空格的个数*****/  
    int nOldLength = 0;  //计算原字符串的长度   
    int nCountBlank = 0; //计算原字符串的空格数

    char *p = str;  //指向数组首地址的指针
    while (*p != '\0')  
    {  
        ++nOldLength;
       if (*p == ' ')  
           ++nCountBlank;   
       ++p;  
    }  
  
   int nNewLength = nOldLength + nCountBlank * 2;//新字符串的长度   
   int nOldIndex = nOldLength;  
   int nNewIndex = nNewLength;  
     
   while(nOldIndex != nNewIndex)  
   {  
       if (str[nOldIndex] != ' ')  
       {  
           str[nNewIndex--] = str[nOldIndex];  
       }  
       else  
       {  
           str[nNewIndex--] = '0';  
           str[nNewIndex--] = '2';  
           str[nNewIndex--] = '%';  
       }  
       --nOldIndex;  
   }     
}

二、清空字符串中的空格

题目描述：请实现一个函数，把字符串中的每个空格清除。例如：输入“We are happy.",则输出”Wearehappy."

解题思路：

直接从头到尾进行清除。

（1）设置两个指针p1和p2初始状态都指向字符串的首字符

（2）若p2指向的元素不空，则将p2指向的内容赋给p1,然后都指向下一个元素；否则为空格，则p2指向下一元素。

（3）直到p2指向字符串末尾“\0”时清除空格结束。

功能函数：

//清除字符串str中的空格,从前往后遍历   
void DeleteBlank(char *str)  
{  
    if (str == NULL)  
    {  
        return;  
    }  
  
    char *p1 = str;  
    char *p2 = str;  
  
    while (*p1 != '\0')//注意此处应该是p1,不是p2,因为'\0'仍然需要赋给p1   
    {  
       if (*p2 != ' ')  
       {  
           *(p1++) = *(p2++);  
       }  
       else  
       {  
           p2++;  
       }  
    }     
}

三、 清除字符串中多余的空格

题目描述：请实现一个函数，将给定的字符串，删除开始和结尾处的空格，并将中间的多个连续的空格合并成一个。例如输入“    We     are       happy.  ”，则输出“We are happy.”

解题思路：

同样是从头往尾遍历，但需要定义一个bool变量标记是否保存一个空格。初始化时被设置为fasle，这样开始阶段的空格都不会被保存，当碰到一个非空格字符时，保存该字符，然后将标记设置为true，表示会保存字符串中的第一个空格。经过上述几步操作，可以保证字符串结尾要么是空字符，要么是非空格字符。如果是空格字符，则将其设置为"\0"，如果不为空格字符，则在其后面加上"\0"。

功能函数：

//清除字符串str中多余的空格,从前往后遍历   
void DeleteRedundantBlank(char *str)  
{  
    if (str == NULL)  
        return;   
  
    char *p1 = str;  
    char *p2 = str;  
    bool keepBlank = false;//记录空格是否保存      
  
    while (*p1 != '\0')//注意此处应该是p1,不是p2,因为'\0'仍然需要赋给p1   
    {         
        if (*p2 != ' ')  
        {  
            *(p1++) = *(p2++);  
            keepBlank = true;  
        }  
        else  
        {  
            if (keepBlank)  
            {  
               *(p1++) = *(p2++);  
               keepBlank = false;  
            }  
            else  
            {  
               p2++;  
            }             
        }         
    }  
  
    int nlen = strlen(str);  
    if (str[nlen - 1] == ' ')  
    {  
        str[nlen - 1] = '\0';  
    }  
    nlen = strlen(str);  
}

四、测试程序

头文件：

#include <iostream>   
using namespace std; 

主函数：

int main()  
{  
    cout<<"替换空格测试如下："<<endl;  
    cout<<"Test1：空格位于字符串中间的情况："<<endl;
    char str1[50] = "We are happy.";  
    ReplaceBlank(str1); 
    cout << str1 << endl; 

    cout<<"Test2：空格位于字符串的最前面、中间、最后面的情况："<<endl;
    char str2[50] = " We are happy. ";  
    ReplaceBlank(str2);  
    cout << str2 << endl;  

    cout<<"Test3：字符串是空字符串的情况："<<endl;
    char str3[50] = "";  
    ReplaceBlank(str3);  
    cout << str3 << endl;  

    cout<<"Test4：只有连续多个空格的情况："<<endl;
    char str4[50] = "    ";  
    ReplaceBlank(str4);  
    cout << str4 << endl;  
       
    cout<<endl;
    cout<<"清除空格测试如下："<<endl;  
    cout<<"Test1：空格位于字符串中间的情况："<<endl;
    char str11[50] = "We are happy."; 
    DeleteBlank(str11);
    cout << str11 << endl;


    cout<<"Test2：空格位于字符串的最前面、中间、最后面的情况："<<endl;
    char str22[50] = " We are happy. ";
    DeleteBlank(str22);
    cout << str22 << endl;  

    cout<<"Test3：字符串是空字符串的情况："<<endl;
    char str33[50] = "";  
    DeleteBlank(str33);
    cout << str33 << endl;  

    cout<<"Test4：只有连续多个空格的情况："<<endl;
    char str44[50] = "    ";  
    DeleteBlank(str44);
    cout << str44 << endl;  

    cout<<endl;
    cout<<"清除多余空格测试如下："<<endl;  
    cout<<"Test1：空格位于字符串中间的情况："<<endl;
    char str111[50] = "We are happy.";
    DeleteRedundantBlank(str111);  
    cout << str111 << endl;  
    cout << strlen(str111) << endl; 

    cout<<"Test2：空格位于字符串的最前面、中间、最后面的情况："<<endl;
    char str222[50] = " We are happy. "; 
    DeleteRedundantBlank(str222);  
    cout << str222 << endl;  
    cout << strlen(str222) << endl;  

    cout<<"Test3：字符串是空字符串的情况："<<endl;
    char str333[50] = "";  
    DeleteRedundantBlank(str333);  
    cout << str333 << endl;  

    cout<<"Test4：只有连续多个空格的情况："<<endl;
    char str444[50] = "    ";  
    DeleteRedundantBlank(str444);  
    cout << str444 << endl;  

    system("pause");  
    return 0;  
}

测试结果：