字符串笔试题

1、字符串移位包含问题

//普通解法
bool contain_check()
{
    char s[6] = "AABCD";
    char d[5] = "CDAA";
    int len = strlen(s);
    for(int i=0; i<len; ++i)
    {
       char temp = s[0];
       for(int j=0; j<len-1; ++j)
         s[j] = s[j+1];
       s[len-1] = temp;
       if(strstr(s,d) != 0)
         return true;
    }
    return false;
}

寻找规律：对S1做循环移位所得到的字符串都是字符串S1S1的子字符串，如果S2可以由S1循环移位得到，那么S2一定在S1S1上。
字符串循环同构问题：如果字符串s1可以经过有限次循环得到s2，则称s1和s2是循环同构的。S=s1+s1为主串，s2为模式串。如果s1和s2是循环同构的，那么s2就一定可以在S中找到匹配！

2、求一个字符串中出现频率最高的那个字符及其出现次数

空间换时间：使用一个额外的数组统计每个字符出现的次数，再扫描一次得到查找的字符，这是O(N)的时间复杂度。得到字符串第一个无重复的字符也可以用这种方法。

假设处理的是ASCII字符集：需要注意 char的范围是[-128,127]之间，所以数组下标要加上128

void get_most(char *s, char &ch, int &size)
{
    ch = '\0';
    size = 0;
    if (NULL != s)
    {
        int n[256];
        memset(n, 0, sizeof(n));
        while(*s != '\0')
        {
            n[*s+128] += 1;
            if((n[*s+128]) > size)
            {
                size = n[*s+128];
                ch = *s;
            }
            s++;
        }
    }
}

3、给一个字符串，有大小写字母，要求写一个函数把小写字母放在前面，大写字母放在后面，尽量使用最小的空间、时间复杂度。

void move_char(char* a)
{
    char* i = a;
    char* j = a+strlen(a)-1;
    while(i < j)
    {
        while(*i && (*i>='a' && *i<='z'))
            ++i;
        if((*i) == '\0') break;
        while(*j>='A' && *j<='Z')
            --j;
        if(i < j)
        {
            char c = *i;
            *i = *j;
            *j = c;
        }
        ++i; --j;
    }
}

4、编写字符串处理函数，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）

int partitionStar(char a[],int len)
{
    int count = 0;
    int i = len-1;
    int j = len-1; //j指向第一个'*'
    while(i >= 0)
    {
        if (a[i] !=  '*')
        {
            swap(a[i--], a[j--]);
        }
        else
        {
            i--; count++;
        }
    }
    return count;
}

5、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)）

char* delete_digits(char* str)
{
    char* i = str; // i for cursor, j for the first digit char;
    char* j = str;
    while(*i != '\0')
    {
        if (*i<'0' || *i>'9')
        {
            *j++ = *i++;
        }
        else
        {
            ++i;
        }
    }
    *j ='\0';
    return str;
}

6、删除特定字符：写一个高效的函数，删除字符串里给定的字符

void Remove_chars(char str[], char remove[])
{
    int remove_arr[256];
    for(int i=0; i<256; ++i)
        remove_arr[i] = 0;
    for(int i=0; remove[i]; ++i)
        remove_arr[remove[i]] = 1;
    int i = 0;
    for(int j=0; str[j]; ++j)
    {
        if(!remove_arr[str[j]])
            str[i++] = str[j];
    }
    str[i]='\0';
}

7、编码实现字符串转整型的函数（实现函数atoi的功能）。如将字符串“123”转化为123，“-0123”转化为-123

int str_to_int(const char* str)
{
    int is_neg = 0, num = 0;
    const char * p = str;
    if (*str == '-')
    {
        is_neg = 1;
        ++ p;
    }
    while(*p >= '0' && *p <= '9')
    {
        num = num * 10 + (*p-'0');
        ++ p;
    }
    if(is_neg)
        num *= -1;
    return num;
}

编码实现整型转字符串的函数

//整数最大的位数
#define MAX_DIGITS_NUM 10
void int_to_str(int num,char str[])
{
    int i = 0, j = 0, is_neg = 0;
    char temp[MAX_DIGITS_NUM+2];
    if(num < 0)
    {
        num *= -1;
        is_neg = -1;
    }
    //使用do while循环可以处理num为0的情况
    do
    {
        temp[i++] = (num%10)+'0';
        num /= 10;
    }while(num);

    if(is_neg)
        temp[i++] = '-';
    while(i > 0)
        str[j++] = temp[--i];
    str[j] = '\0';
}

8、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”。 分析：先颠倒句子中的所有字符，再颠倒每个单词内的字符。由于单词内的字符被翻转两次，因此顺序仍然和输入时的顺序保持一致。

void Reverse(char *pBegin, char *pEnd)
{
      if(pBegin == NULL || pEnd == NULL)
            return;
      while(pBegin < pEnd)
      {
            char temp = *pBegin;
            *pBegin = *pEnd;
            *pEnd = temp;
            pBegin ++, pEnd --;
      }
}

char* ReverseSentence(char *pData)
{
      if(pData == NULL)
            return NULL;

      char *pBegin = pData;
      char *pEnd = pData;

      while(*pEnd != '\0')
            pEnd ++;
      pEnd--;

      // Reverse the whole sentence
      Reverse(pBegin, pEnd);

      // Reverse every word in the sentence
      pBegin = pEnd = pData;
      while(*pBegin != '\0')
      {
            if(*pBegin == ' ')
            {
                  pBegin ++;
                  pEnd ++;
                  continue;
            }
            // A word is between with pBegin and pEnd, reverse it
            else if(*pEnd == ' ' || *pEnd == '\0')
            {
                  Reverse(pBegin, --pEnd);
                  pBegin = ++pEnd;
            }
            else
            {
                  pEnd ++;
            }
      }

      return pData;
}

9、求字符串的最长重复子串：构造字符串的后缀数组，对后缀数组排序，再两两比较得到最长的重复子串

//compare funciton used by qsort()
int pstrcmp(const void *p, const void *q)
{
    return strcmp(*(char **)p, *(char **)q);
}

//get max common length of string p and q
int comlen(char *p, char *q)
{
    int i = 0;
    while (*p && (*p++ == *q++))
        i++;
    return i;
}

//get max repeat substring of str 
int find_max_repeat(char* str, char* result, int & len)
{
    int temlen, maxi, maxlen = -1;
    char *a[99999];
    int n = 0;

    while (*str != '\0')
    {
        a[n++] = str++;
    }
    qsort(a, n, sizeof(char *), pstrcmp);
    for (int i = 0; i < n-1; i++)
    {
        temlen = comlen(a[i], a[i+1]);
        if (temlen > maxlen)
        {
            maxlen = temlen;
            maxi = i;
        }
    }
    result = a[maxi];
    len = maxlen;
    printf("%.*s\n", maxlen, result);
    return maxlen;
}

10、字符串字母包含问题：有一个各种字母组成的字符串，还有一个字母数目较少的字符串，什么方法能最快的查出所有小字符串里的字母在大字符串里都有？

　　最简单的方法：轮询小字符串里的每个字母，看它是否同在第一个字符串里。这需要O(n*m)次操作，其中n是string1的长度，m是string2的长度。

　　一个改进的方法：对这两个字符串的字母进行排序，然后同时对两个字串依次轮询。两个字串的排序需要(常规情况)O(mlogm)+ O(nlogn)次操作，之后的线性扫描需要O(m+n)次操作。(随着字串长度的增长，你会发现这个算法的效果会越来越好)

　　一个很好的方法：只需要O(n+m)次操作。对第一个长字串进行轮询，把其中的每个字母都放入一个Hashtable里(成本是O(n)次操作)。然后轮询第二个字串，在Hashtable里查询每个字母，看能否找到，如果找不到，说明没有匹配成功，这将消耗掉O(m)次操作。

　　一个更有趣的方法：对一个一定个数的字母组成的字串，给每个字母分配一个素数，从2开始，往后类推。这样A将会是2，B将会是3，C将会是5，等等。现在先遍历第一个字串，把每个字母代表的素数相乘，会得到一个很大的整数。然后——轮询第二个字符串，用每个字母代表的素数除它。如果除的结果有余数，这说明有不匹配的字母，如果整个过程中没有余数，你应该知道它是第一个字串恰好的子集了。

11、求一个字符串的最长的没有重复字符的子串。

方法一：穷举法，使用2重外循环遍历所有的区间，用2重内循环检验子串是否符合“无重复字符”这一要求。其中外层循环i、j 遍历所有的下标，m、n是内层循环，检查区间[i,j]是否符合要求。空间复杂度是O(1)，时间复杂度O(N^4)。

方法二：对方法一的检验子串是否“无重复字符”进行改进，使用hash表记录字符是否出现过。

方法三：使用DP，对于最长不重复子串，某个当前的字符，如果它与前面的最长不重复子串中的字符没有重复，那么就可以以它为结尾构成新的最长子串；如果有重复，那么就与某个稍短的子串构成新的子串或者单独成一个新子串。

方法四：对这个字符串构造后缀数组，在每个后缀数组中，寻找没有重复字符的最长前缀，就是要找的子串。

详解：http://www.cnblogs.com/luxiaoxun/archive/2012/10/02/2710471.html

12、求一个字符串中连续出现次数最多的子串

int count = 0; 
char sub_str[256]; 
 
void find_str(char *str) 
{ 
    int str_len = strlen(str); 
    int i, j, k; 
    int tmp_cnt = 0; 
    
    for(i = 0; i < str_len; i++) 
    { 
        for(j = i+1; j < str_len; j++) 
        { 
            int n = j-i;   //sub string length 
            tmp_cnt = 1; 
            if(strncmp(&str[i], &str[j], n) == 0)   //compare n-lengths strings 
            { 
                tmp_cnt++;                          //they are equal, so add count 
                for(k = j+n; k < str_len; k += n)  //consecutive checking 
                { 
                    if(strncmp(&str[i], &str[k], n) == 0) 
                    { 
                        tmp_cnt++; 
                    } 
                    else 
                        break; 
                } 
                if(count < tmp_cnt) 
                { 
                    count = tmp_cnt; 
                    memcpy(sub_str, &str[i], n); //record the sub string 
                } 
            } 
        } 
    } 
} 

13、寻找包含给定字符集合的最短子串：字符串S="abcdefg"，字符集合D={'c','f'}，那这个最小子串为S'="cdef"。

//判断hash是否包含所有的hash_sub
int has_sub(int * hash, int * hash_sub)
{
    for(int i=0; i<256; ++i)
    {
        if(hash_sub[i] && !hash[i])
            return 0;
    }
    return 1;
}

//在str中寻找包含dst的最短子串
int min_substring(char * str, char * dst)
{
    char * begin = str;
    char * end = str;
    char * begin_index = NULL;
    int minlen = strlen(str);
    int hash[256];
    int hash_sub[256];
    memset(hash,0,sizeof(hash));
    memset(hash_sub,0,sizeof(hash_sub));
    for(int i=0; dst[i]; ++i)
        hash_sub[dst[i]] = 1;
    hash[*begin] = 1;
    while(*end)
    {
        while(!has_sub(hash,hash_sub) && *(end+1))
        {
            ++ end;
            hash[*end] = 1;
        }
        while(has_sub(hash,hash_sub))
        {
            if(end-begin+1 < minlen)
            {
                minlen = end-begin+1;
                begin_index = begin;
            }
            if (*begin != *(begin+1))
            {
                hash[*begin] = 0;
            }
            //hash[*begin] = 0;
            ++ begin;
        }
        if(*(end+1) == '\0') break;
    }
    printf("%.*s\n", minlen, begin_index);
    return minlen;
}

14、递归求解一个字符串中连续单个字符出现最多次数字符的个数

int max_count;
void count(const char *s)
{
    if(!(*s)) return;
    const char * p = s+1;
    int n = 1;
    while(*p && *p == *s)
    {
        ++ n;
        ++ p;
    }
    if(n > max_count) max_count = n;
    count(s+1);
}