Learn-Algorithms/算法问题选编/字符串.md

字符串常见的问题：

* 单词反转  
* 回文判断  
* 字符串的压缩  
* 字符串的排列和组合  
* 字符串比较  
* 子串  


#### 翻转句子中单词的顺序

题目：输入一个英文句子，翻转句子中单词的顺序，但单词内字符的顺序不变。句子中单词以空格符隔开。
为简单起见，标点符号和普通字母一样处理。
例如输入“I am a student.”，则输出“student. a am I”。

```
char *revert_by_word(const char *source,char *dest);
```

思路一：反向拷贝  
思路二：原地逆序，字符串2边的字符逐个交换  
思路三: 针对不允许临时空间的情况，也就是字符交换不用临时空间，可以使用的方法有：

1. 异或操作
2. 也就是2个整数相互交换一个道理

```
char a = 'a', b = 'b';
a = a + b;
b = a - b;
a = a - b;
```

最终示例代码：

```
char *revert_by_word(const char *source,char *dest){
	
}
```


类似的题目还有：

不开辟用于交换数据的临时空间，如何完成字符串的逆序(在技术一轮面试中，有些面试官会这样问)
用C语言实现一个revert函数，它的功能是将输入的字符串在原串上倒序后返回。


#### 按单词逆序 

如 “this is a sentence。” 逆序就是 “.sentence a is this”
思路：

1. 先按单词逆序，
2. 对1）的结果，对整个句子逆序


#### 判断字符串是否是回文

分析: 2个指针，一头一尾，逐个比较，都相同就是回文


#### 请编写能直接实现strstr()函数功能的代码。

```
//返回第一次出现子串的地址,否则返回0
string.h char *strstr(const char *haystack, const char * needle); 
```


#### 编写strcpy 函数

已知strcpy 函数的原型是：
```
char *strcpy(char *strDest, const char *strSrc);
```
其中strDest 是目的字符串，strSrc 是源字符串。不调用C++/C 的字符串库函数
 

#### 在字符串中删除特定的字符

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.”。
```
char *delete(char *source,const char *del);
```

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。


#### 只出现一次的字符

在一个字符串中找到第一个只出现一次的字符。如输入abaccdeff，则输出b。   
分析：这道题是2006年google的一道笔试题。
```
char first_appear_only_once(const char *source)
```

思路一： 蛮力统计， O(n^2)复杂度

思路二： 使用hash表，2次扫描，第一次建立hash表 key为字符，value为出现次数；第二次扫描找到第一个value为1的key，时间复杂度O(n)

hash表长度 256，字符直接作为key值


题目扩展：这里的字符换成整数，整数数量几十TB，海量数据处理，显然hash方法不可能，没有那么大得内容



#### 匹配兄弟字符串  

如果两个字符串的字符一样，但是顺序不一样，被认为是兄弟字符串，问如何在迅速匹配兄弟字符串（如，bad和adb就是兄弟字符串）。

思路：判断各自素数乘积是否相等。更多方法请参见：http://blog.csdn.net/v_JULY_v/article/details/6347454。

```
BOOL isBrother(const char *first,const char *secd)
```

思路一： 循环匹配 指数级复杂度  
思路二： 利用质数，平方和比较，但这样必须是2个串的长度要一样，需要的空间比较大，最多256个字节


#### 字符串的集合合并

给定一个字符串的集合，格式如：{aaa bbb ccc}， {bbb ddd}，{eee fff}，{ggg}，{ddd hhh}要求将其中交集不为空的集合合并，要求合并完成后的集合之间无交集，例如上例应输出{aaa bbb ccc ddd hhh}，{eee fff}， {ggg}。
 



给出一个函数来复制两个字符串A和B。字符串A的后几个字节和字符串B的前几个字节重叠。


#### 统计文章里单词出现的次数

设计相应的数据结构和算法，尽量高效的统计一片英文文章（总单词数目）里出现的所有英文单词，按照在文章中首次出现的顺序打印输出该单词和它的出现次数。

```
void statistics(char *string)
void statistics(FILE *fd)
```

#### 字符串原地压缩

题目描述：“eeeeeaaaff" 压缩为 "e5a3f2"，请编程实现。
分析，主要问题在于字符串的移动
```
char *compress(const char *src,char *dest)
```


#### 字符串匹配实现
请以俩种方法，回溯与不回溯算法实现。


实现一个高级的字符匹配算法


#### 对称子字符串的最大长度

题目：输入一个字符串，输出该字符串中对称的子字符串的最大长度。比如输入字符串“google”，由于该字符串里最长的对称子字符串是“goog”，因此输出4。

分析：可能很多人都写过判断一个字符串是不是对称的函数，这个题目可以看成是该函数的加强版。

```
int max_symmetrical_char_length(const char *scr);
```

思路一：蛮力法，3重循环（类似 求子数组的最大和 fmax(i,j)问题）， fmax(i,j)区间i，j是最长的对称字符

思路二: 遍历所有子串，然后判读是否对称  O(n^2)

思路三： 有个O(n)复杂度的 http://www.jb51.net/article/48090.htm


#### 小写字母排在大写字母的前面

有一个由大小写组成的字符串，现在需要对他进行修改，将其中的所有小写字母排在大写字母的前面（大写或小写字母之间不要求保持原来次序），如有可能尽量选择时间和空间效率高的算法 c语言函数原型:

```
void proc（char *str） 
```

#### 字符串中找出连续最长的数字串

写一个函数,功能：

在字符串中找出连续最长的数字串，并把这个串的长度返回，并把这个最长数字串赋值给其中一个函数参数outputstr所指内存。

例如："abcd12345ed125ss123456789"的首地址传给intputstr后，函数将返回9，outputstr所指的值为123456789

它的原形是

```
int continumax(char *outputstr,char *intputstr)
```




#### 左旋转字符串

>字符串的左旋转操作：把字符串前面的若干个字符移动到字符串的尾部。

如把字符串abcdef左旋转2位得到字符串cdefab。请实现字符串左旋转的函数。
要求时间对长度为n的字符串操作的复杂度为O(n)，辅助内存为O(1)。






有n个长为m+1的字符串，如果某个字符串的最后m个字符与某个字符串的前m个字符匹配，则两个字符串可以联接，问这n个字符串最多可以连成一个多长的字符串，如果出现循环，则返回错误。




#### 设计一个系统处理词语搭配问题

设计一个系统处理词语搭配问题，比如说 中国 和人民可以搭配，
则中国人民 人民中国都有效。要求：

  *系统每秒的查询数量可能上千次；
  *词语的数量级为10W；
  *每个词至多可以与1W个词搭配

当用户输入中国人民的时候，要求返回与这个搭配词组相关的信息。




#### 删除字符串中的数字并压缩字符串

如字符串”abc123de4fg56”处理后变为”abcdefg”。注意空间和效率。
（下面的算法只需要一次遍历，不需要开辟新空间，时间复杂度为O(N)）


#### 删除串中指定的字符

```
char *delete_character(char *src , char target)
```


#### 替换空格
实现一个函数，把每个空格替换成 "%20",如输入“we are happy”,则输出“we%20are%20happy”



#### 寻址重复的元素
a~z包括大小写与0~9组成的N个数，用最快的方式把其中重复的元素挑出来。

hash方法。hash[128], O(N)复杂度




#### 编码实现字符串转整型的函数

也就是实现函数atoi的功能，如将字符串 ”+123”123, ”-0123”-123, “123CS45”123, “123.45CS”123, “CS123.45”0


 

#### 给出一个函数来复制两个字符串A和B

字符串A的后几个字节和字符串B的前几个字节重叠。这种题目往往就是考你对边界的考虑情况。



#### 子串匹配的个数

已知一个字符串，比如asderwsde,寻找其中的一个子字符串比如sde的个数，如果没有返回0，有的话返回子字符串的个数。
 
``` 
char *sub_str_count(const char *src, const char *substr, int *count)
```



#### 求最大连续递增数字串

（如“ads3sl456789DF3456ld345AA”中的“456789”）

```
int continuousnum(const char *input, char *output)
```




#### 最长公共子串问题

请编写一个函数，输入两个字符串，求它们的最长公共子串，并打印出最长公共子串。

例如：输入两个字符串BDCABA和ABCBDAB，字符串BCBA和BDAB都是是它们的最长公共子串，则输出它们的长度4，并打印任意一个子串。
 
如"abccade","dgcadde"的最大子串为"cad"

分析：求最长公共子串（Longest Common Subsequence, LCS）是一道非常经典的动态规划题，因此一些重视算法的公司像MicroStrategy都把它当作面试题。

``` 
int longest_common_subsequence(const char *s1,const char *s2, char *common)
```

 

#### 字符串的排列

题目：输入一个字符串，打印出该字符串中字符的所有排列。例如输入字符串abc，则输出由字符a、b、c所能排列出来的所有字符串abc、acb、bac、bca、cab和cba。输入字符串 abcca，则输出由 a，b，c排列出来的所有字符串,字符出现个数不变


分析：这是一道很好的考查对递归理解的编程题

简单的回溯就可以实现了。当然排列的产生也有很多种算法，去看看组合数学，还有逆序生成排列和一些不需要递归生成排列的方法。

>印象中Knuth的<TAOCP>第一卷里面深入讲了排列的生成。这些算法的理解需要一定的数学功底，也需要一定的灵感，有兴趣最好看看。


#### ?

给一串很长字符串，要求找到符合要求的字符串，例如目的串：123 ,1******3***2 ,12*****3这些都要找出来
其实就是类似一些和谐系统。。。。。


#### ？

函数将字符串中的字符'*'移到串的前部分，前面的非'*'字符后移，但不能改变非'*'字符的先后顺序，函数返回串中字符'*'的数量。
如原始串为：ab**cd**e*12，处理后为*****abcde12，函数并返回值为5。（要求使用尽量少的时间和辅助空间）