在字符串中删除特定的字符

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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.”。

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。

要编程完成这道题要求的功能可能并不难。毕竟，这道题的基本思路就是在第一个字符串中拿到一个字符，在第二个字符串中查找一下，看它是不是在第二个字符串中。如果在的话，就从第一个字符串中删除。但如何能够把效率优化到让人满意的程度，却也不是一件容易的事情。也就是说，如何在第一个字符串中删除一个字符，以及如何在第二字符串中查找一个字符，都是需要一些小技巧的。

首先我们考虑如何在字符串中删除一个字符。由于字符串的内存分配方式是连续分配的。我们从字符串当中删除一个字符，需要把后面所有的字符往前移动一个字节的位置。但如果每次删除都需要移动字符串后面的字符的话，对于一个长度为n的字符串而言，删除一个字符的时间复杂度为O(n)。而对于本题而言，有可能要删除的字符的个数是n，因此该方法就删除而言的时间复杂度为O(n²)。

事实上，我们并不需要在每次删除一个字符的时候都去移动后面所有的字符。我们可以设想，当一个字符需要被删除的时候，我们把它所占的位置让它后面的字符来填补，也就相当于这个字符被删除了。在具体实现中，我们可以定义两个指针(pFast和pSlow)，初始的时候都指向第一字符的起始位置。当pFast指向的字符是需要删除的字符，则pFast直接跳过，指向下一个字符。如果pFast指向的字符是不需要删除的字符，那么把pFast指向的字符赋值给pSlow指向的字符，并且pFast和pStart同时向后移动指向下一个字符。这样，前面被pFast跳过的字符相当于被删除了。用这种方法，整个删除在O(n)时间内就可以完成。

接下来我们考虑如何在一个字符串中查找一个字符。当然，最简单的办法就是从头到尾扫描整个字符串。显然，这种方法需要一个循环，对于一个长度为n的字符串，时间复杂度是O(n)。

由于字符的总数是有限的。对于八位的char型字符而言，总共只有2⁸=256个字符。我们可以新建一个大小为256的数组，把所有元素都初始化为0。然后对于字符串中每一个字符，把它的ASCII码映射成索引，把数组中该索引对应的元素设为１。这个时候，要查找一个字符就变得很快了：根据这个字符的ASCII码，在数组中对应的下标找到该元素，如果为0，表示字符串中没有该字符，否则字符串中包含该字符。此时，查找一个字符的时间复杂度是O(1)。其实，这个数组就是一个hash表。这种思路的详细说明。

基于上述分析，我们可以写出如下代码：

 

///////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Delete all characters in pStrDelete from pStrSource
///////////////////////////////////////////////////////////////////////
void DeleteChars(char* pStrSource, const char* pStrDelete)
{
      if(NULL == pStrSource || NULL == pStrDelete)
            return;
 
      // Initialize an array, the index in this array is ASCII value.
      // All entries in the array, whose index is ASCII value of a
      // character in the pStrDelete, will be set as 1.
      // Otherwise, they will be set as 0.
      const unsigned int nTableSize = 256;
      int hashTable[nTableSize];
      memset(hashTable, 0, sizeof(hashTable));
 
      const char* pTemp = pStrDelete;
      while ('\0' != *pTemp)
      {
            hashTable[*pTemp] = 1;
            ++ pTemp;
      }
 
      char* pSlow = pStrSource;
      char* pFast = pStrSource;
      while ('\0' != *pFast)
      {
            // if the character is in pStrDelete, move both pStart and
            // pEnd forward, and copy pEnd to pStart.
            // Otherwise, move only pEnd forward, and the character
            // pointed by pEnd is deleted
            if(1 != hashTable[*pFast])
            {
                  *pSlow = *pFast;
                  ++ pSlow;
            }
 
            ++pFast;
      }
 
      *pSlow = '\0';
}

 

　　总结：空间换取时间