替換字符串中的空格

題目：實現一個函數，要求吧字符串中的所有空格替換成“%20”。例如“hello world "  ——>  ”hello%20world%20"

實際背景：在網絡編程中，如果URL參數中含有特殊的字符，如空格、'#'等，導致服務器端無法識別時，就把這些特殊的字符轉換成可以識別的字符。規則：%加上十六進制的ascii碼，例如‘#’的ascii碼是0x23(16進制)，就替換成%23,看下圖地址欄中，輸入“hello#hao"

           

分析：

注意：在c語言中存字符串最后一位是認為”\0“的，例如a[] = "12",那么a的長度為3，a[0]='1',a[1]='2',a[2]='\0',‘\0’是空字符，其ascii碼為0如下圖。相比之下：b[] = {'1', '2'}長度則為2.

          

思路一：可以再造一個數組，遇到空格就替換成”%20“這樣就造成了空間的浪費，可以實現但不是最佳

思路二：

• 從前往后：在原基礎上進行替換（當然前提是空間足夠），如果從前往后遇到空格就替換，必然會對原來的字符造成覆蓋，不可以實現。
• 從后往前：如果倒着遇到空格就往后移動同時替換，那么如果全部是空格，那勢必造成時間復雜度為O(n²)的開銷。可以實現，但不是最佳

思路三：因為把空格替換為”%20“，每次替換多2個字符，因此可以統計出字符串中空格的總個數，然后新數組大小為  “原數組大小 + 2*空格數 ”。從后往前處理：遇到非空格，直接搬到后面，遇到空格替換為”%20“. 直到待插入位置指針和原數組為指針重合位置。圖示如下:

 參考代碼：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#define MAXLEN 100
void ReplaceBlack(char *p)
{
  if (p != NULL)
  {
    int i, end, pos ,size_black = 0;
    size_t  lenold = strlen(p), lennew;
    
    for (i=0; i != lenold; i++)
    {
        if (p[i] == ' ')
            size_black++;
    }
    lennew = lenold + 2 * size_black;
    if(lennew > MAXLEN)
        return;
    pos = lennew-1;
    end = lenold-1;
    while(pos != end)
    {
        if (p[end] != ' ')
            p[pos--] = p[end--];
        else
        {
            p[pos--] = '0';
            p[pos--] = '2';
            p[pos--] = '%';
            end--;
        }
    }//while
  }
}

int main()
{
    char *a = (char*)malloc(sizeof(char) * MAXLEN);
    if(NULL != a)
    {
        strcpy(a, "hell world ");
        ReplaceBlack(a);
        printf("%s\n", a);
        free(a);
    }
    return 0;
}

運行結果：

這樣實現的時間復雜度為O(n)，又不浪費多余的空間。

舉一反三：

有兩個排好序（升序）的兩個數組A1,A2，如何高效的把A2的元素復制到A1的后邊（假設A1后邊有足夠的空間）

思路相同

• 先看看兩個數組總共的空間大小，知道了需要數組A1的總共的元素個數
• A1和A2同時從后往前處理，比較大的放在A1新的最后位置
• 重復處理，直到A2中沒有元素了，這是復制完了

參考代碼

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int  ReplaceBlack(int *a, int *b, int lena, int lenb, int length)
{
    int i, token = 0;
    int total = lena + lenb;
    if (a != NULL && b != NULL && (total <= length))
    {
        lena--;
        lenb--;
        i = total - 1;
        while(lena != -1 && lenb != -1)
        {    
            if(a[lena] >= b[lenb])
                a[i--] = a[lena--];
            else
                a[i--] = b[lenb--];
        }
        while(lenb != -1)
            a[i--] = b[lenb--];

        token = 1;
    }
    return token;   
}

int main()
{
    int length = 100;
    int i, a[100] = {1, 2, 3, 5}, b[] = {0, 4, 7};
    int lena = 4, lenb = 3;
    if(0 ！= ReplaceBlack(a, b, lena , lenb, length))
        for(i = 0; i< lena+lenb; i++)
            printf("%d\n", a[i]);

    return 0;
}

 注意幾個技術細節問題

1.strlen與sizeof的區別與聯系

• 兩者返回類型都是size_t
• strlen是字符串函數，sizeof是運算符
• sizeof可以把類型當做參數，例如sizeof(int),strlen()對象只能是指向字符串類型的指針
• 數組做sizeof參數不退化，傳遞給strlen()就退化為指針了。例如char a[] = "12" sizeof(a) = 3*1 = 3,此時a指數組; strlen(a) = 3，此時a指指針

        數組作為參數傳遞給函數時，傳遞的是指針不是數組。例如fuc(char *a),在函數中計算sizeof(a) 是指針的大小4（32位系統）或8（64位系 統）

程序演示

#include <stdio.h>
#include <string.h>

void fuc1(char *p)
{
    printf("fuction:%s\n", p);
    printf("fuction:sizeof:%lu,strlen:%lu\n", sizeof(p), strlen(p));
}
int main()
{
    char d[] = "hello";
    printf("main:%s\n", d);
    printf("main:sizeof:%lu,strlen:%lu\n", sizeof(d), strlen(d));
    fuc1(d);
    return 0;
}

結果

      

• sizeof在編譯時就決定了，而strlen（）函數在計算時才得出

2. 動態數組和靜態數組的區別

聲明

    動態數組如：char *a = (char *)malloc(sizeof(char) * 100);  由程序員自己分配空間

    靜態數組如：char a[100];由操作系統非配空間

初始化

   在聲明中靜態數組是可以的，如：char a[100]=”hello",但是動態的不可以。

 

主要涉及到molloc()\free()的理解和堆棧，下邊地址介紹的相當詳細：

淺談C中的malloc和free：http://www.bccn.net/Article/kfyy/cyy/jszl/200608/4238.html

堆棧（百度百科）：http://baike.baidu.com/view/93201.htm