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Python面试宝典第49题：字符串压缩

news 2024/9/24 15:22:39

题目

给你一个字符数组chars ，请使用下述算法进行压缩。

1、从一个空字符串s开始，对于chars中的每组连续重复字符：

（1）如果这一组长度为1 ，则将字符追加到s中。

（2）否则，需要向s追加字符，后跟这一组的长度。

2、压缩后得到的字符串s不应该直接返回，需要转储到字符数组chars中。需要注意的是，如果组长度为10或10以上，则在chars数组中会被拆分为多个字符。

请在修改完输入数组后，返回该数组的新长度。

备注：chars[i]可以是小写英文字母、大写英文字母、数字或符号。

示例 1：

输入：chars = ["a","a","b","b","c","c","c"]
输出：返回6 ，输入数组的前6个字符应该是["a","2","b","2","c","3"]。
解释："aa"被"a2"替代，"bb"被"b2"替代，"ccc"被"c3"替代。

示例 2：

输入：chars = ["a"]
输出：返回1，输入数组的前1个字符应该是["a"]。
解释：唯一的组是"a"，它保持未压缩，因为它是一个字符。

示例 3：

输入：chars = ["a","b","b","b","b","b","b","b","b","b","b","b","b"]
输出：返回4，输入数组的前4个字符应该是["a","b","1","2"]。
解释：由于字符"a"不重复，所以不会被压缩，"bbbbbbbbbbbb"被"b12"替代。

使用栈

使用栈来求解本题的基本思想是：利用栈这种数据结构来存储连续重复字符的信息。解题的主要步骤如下。

1、初始化栈。创建一个栈，用于存放字符及其重复次数。

2、遍历数组。从左至右，遍历输入数组chars。

3、处理字符。如果栈为空，或当前字符与栈顶字符不同，将当前字符及其初始计数1压入栈中。如果当前字符与栈顶字符相同，增加栈顶计数。

4、构建压缩后的字符串。当遍历完整个数组后，从栈中弹出字符及其计数，并将它们按照规则添加到结果数组中。

根据上面的算法步骤，我们可以得出下面的示例代码。

def string_compression_by_stack(chars):stack = []write_index = 0for read_index in range(len(chars)):# 如果栈为空，或者当前字符与栈顶字符不同if not stack or chars[read_index] != stack[-1][0]:# 入栈stack.append([chars[read_index], 1])else:# 更新计数stack[-1][1] += 1# 构建压缩后的字符串for char, count in stack:# 写入字符chars[write_index] = charwrite_index += 1# 如果计数大于1，则写入计数if count > 1:# 将计数按位写入for digit in str(count):chars[write_index] = digitwrite_index += 1return write_indexchars = ["a", "a", "b", "b", "c", "c", "c"]
new_length = string_compression_by_stack(chars)
print(new_length)
print(chars[:new_length])chars = ["a"]
new_length = string_compression_by_stack(chars)
print(new_length)
print(chars[:new_length])chars = ["a","b","b","b","b","b","b","b","b","b","b","b","b"]
new_length = string_compression_by_stack(chars)
print(new_length)
print(chars[:new_length])

双指针法

双指针法利用了一个基本事实：压缩后的字符数组通常情况下比原数组要短，最坏情况下一样长。我们可以使用两个指针：read_index和write_index。read_index用于读取原数组中的字符，write_index用于写入压缩后的结果。遍历原数组，当遇到相同的字符时，更新计数。当遇到不同的字符时，将当前字符及其计数（如果大于1）写入到chars数组中，并更新write_index。使用双指针法求解本题的主要步骤如下。

1、初始化，将read_index和write_index置为0。

2、遍历chars数组，使用read_index逐个读取字符，并进行以下操作。

（1）使用一个变量count，记录当前字符的重复次数。

（2）当遇到不同的字符时，将当前字符和其重复次数写入chars数组的write_index位置，并更新 write_index。

3、返回write_index作为新长度。

根据上面的算法步骤，我们可以得出下面的示例代码。

def string_compression_by_two_pointers(chars):read_index = 0write_index = 0n = len(chars)while read_index < n:char = chars[read_index]count = 0# 一直遍历到不同的字符为止while read_index < n and chars[read_index] == char:read_index += 1count += 1# 先写入字符chars[write_index] = charwrite_index += 1# 如果计数大于1，再写入计数if count > 1:for digit in str(count):chars[write_index] = digitwrite_index += 1return write_indexchars = ["a", "a", "b", "b", "c", "c", "c"]
new_length = string_compression_by_two_pointers(chars)
print(new_length)
print(chars[:new_length])chars = ["a"]
new_length = string_compression_by_two_pointers(chars)
print(new_length)
print(chars[:new_length])chars = ["a","b","b","b","b","b","b","b","b","b","b","b","b"]
new_length = string_compression_by_two_pointers(chars)
print(new_length)
print(chars[:new_length])