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2011年2月27日星期日

Print out all the permutations of a string

我们以三个字符abc为例来分析一下求字符串排列的过程。首先我们固定第一个字符a,求后面两个字符bc的排列。当两个字符bc的排列求好之后,我们把第一个字符a和后面的b交换,得到bac,接着我们固定第一个字符b,求后面两个字符ac的排列。现在是把c放到第一位置的时候了。记住前面我们已经把原先的第一个字符a和后面的b做了交换,为了保证这次c仍然是和原先处在第一位置的a交换,我们在拿c和第一个字符交换之前,先要把b和a交换回来。在交换b和a之后,再拿c和处在第一位置的a进行交换,得到cba。我们再次固定第一个字符c,求后面两个字符b、a的排列。

Find the longest numeric string in a string, return the length of this string

Input: "abcd12345ed125ss123456789"
Return: the length of "123456789"


Given two string s1 and s2 how will you check if s1 is a rotated version of s2 ?

我们还是把字符串看成有两段组成的,记位XY。左旋转相当于要把字符串XY变成YX。我们先在字符串上定义一种翻转的操作,就是翻转字符串中字符的先后顺序。把X翻转后记为XT。显然有(XT)T=X。

我们首先对X和Y两段分别进行翻转操作,这样就能得到XTYT。接着再对XTYT进行翻转操作,得到(XTYT)T=(YT)T(XT)T=YX。正好是我们期待的结果。

分析到这里我们再回到原来的题目。我们要做的仅仅是把字符串分成两段,第一段为前面m个字符,其余的字符分到第二段。再定义一个翻转字符串的函数,按照前面的步骤翻转三次就行了。时间复杂度和空间复杂度都合乎要求。


Convert string to numeric value

Chinese version: http://hi.baidu.com/mycollection/blog/item/9b37aa5167bdb213367abeb8.html

分析:这道题尽管不是很难,学过C/C++语言一般都能实现基本功能,但不同程序员就这道题写出的代码有很大区别,可以说这道题能够很好地反应出程序员的思维和编程习惯,因此已经被包括微软在内的多家公司用作面试题。建议读者在往下看之前自己先编写代码,再比较自己写的代码和下面的参考代码有哪些不同。

首先我们分析如何完成基本功能,即如何把表示整数的字符串正确地转换成整数。还是以"345"作为例子。当我们扫描到字符串的第一个字符'3'时,我们不知道后面还有多少位,仅仅知道这是第一位,因此此时得到的数字是3。当扫描到第二个数字'4'时,此时我们已经知道前面已经一个3了,再在后面加上一个数字4,那前面的3相当于30,因此得到的数字是3*10+4=34。接着我们又扫描到字符'5',我们已经知道了'5'的前面已经有了34,由于后面要加上一个5,前面的34就相当于340了,因此得到的数字就是34*10+5=345。

分析到这里,我们不能得出一个转换的思路:每扫描到一个字符,我们把在之前得到的数字乘以10再加上当前字符表示的数字。这个思路用循环不难实现。

由于整数可能不仅仅之含有数字,还有可能以'+'或者'-'开头,表示整数的正负。因此我们需要把这个字符串的第一个字符做特殊处理。如果第一个字符是'+'号,则不需要做任何操作;如果第一个字符是'-'号,则表明这个整数是个负数,在最后的时候我们要把得到的数值变成负数。

接着我们试着处理非法输入。由于输入的是指针,在使用指针之前,我们要做的第一件是判断这个指针是不是为空。如果试着去访问空指针,将不可避免地导致程序崩溃。另外,输入的字符串中可能含有不是数字的字符。每当碰到这些非法的字符,我们就没有必要再继续转换。最后一个需要考虑的问题是溢出问题。由于输入的数字是以字符串的形式输入,因此有可能输入一个很大的数字转换之后会超过能够表示的最大的整数而溢出。

现在已经分析的差不多了,开始考虑编写代码。首先我们考虑如何声明这个函数。由于是把字符串转换成整数,很自然我们想到:

int StrToInt(const char* str);

这样声明看起来没有问题。但当输入的字符串是一个空指针或者含有非法的字符时,应该返回什么值呢?0怎么样?那怎么区分非法输入和字符串本身就是”0”这两种情况呢?

接下来我们考虑另外一种思路。我们可以返回一个布尔值来指示输入是否有效,而把转换后的整数放到参数列表中以引用或者指针的形式传入。于是我们就可以声明如下:

bool StrToInt(const char *str, int& num);

这种思路解决了前面的问题。但是这个函数的用户使用这个函数的时候会觉得不是很方便,因为他不能直接把得到的整数赋值给其他整形变脸,显得不够直观。

前面的第一种声明就很直观。如何在保证直观的前提下当碰到非法输入的时候通知用户呢?一种解决方案就是定义一个全局变量,每当碰到非法输入的时候,就标记该全局变量。用户在调用这个函数之后,就可以检验该全局变量来判断转换是不是成功。

2011年2月26日星期六

Find the first un-repeated character in a string

Chinese version: http://hi.baidu.com/mycollection/blog/item/962571630f017d6b0c33fa39.html
看到这道题时,最直观的想法是从头开始扫描这个字符串中的每个字符。当访问到某字符时拿这个字符和后面的每个字符相比较,如果在后面没有发现重复的字符,则该字符就是只出现一次的字符。如果字符串有n个字符,每个字符可能与后面的O(n)个字符相比较,因此这种思路时间复杂度是O(n2)。我们试着去找一个更快的方法。

由于题目与字符出现的次数相关,我们是不是可以统计每个字符在该字符串中出现的次数?要达到这个目的,我们需要一个数据容器来存放每个字符的出现次数。在这个数据容器中可以根据字符来查找它出现的次数,也就是说这个容器的作用是把一个字符映射成一个数字。在常用的数据容器中,哈希表正是这个用途。

哈希表是一种比较复杂的数据结构。由于比较复杂,STL中没有实现哈希表,因此需要我们自己实现一个。但由于本题的特殊性,我们只需要一个非常简单的哈希表就能满足要求。由于字符(char)是一个长度为8的数据类型,因此总共有可能256 种可能。于是我们创建一个长度为256的数组,每个字母根据其ASCII码值作为数组的下标对应数组的对应项,而数组中存储的是每个字符对应的次数。这样我们就创建了一个大小为256,以字符ASCII码为键值的哈希表。

我们第一遍扫描这个数组时,每碰到一个字符,在哈希表中找到对应的项并把出现的次数增加一次。这样在进行第二次扫描时,就能直接从哈希表中得到每个字符出现的次数了。

Reverse words in sentence while keeping position of white space

Input: “I am a student."
Output: “student. a am I"
Time: O(n).

Solution: At the first step, reverse the whole sentence, then reverse the word one by one.

2011年2月25日星期五