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面试经典150题[021]：反转字符串中的单词（LeetCode 151）

news 2025/9/2 6:55:53

反转字符串中的单词（LeetCode 151）

题目链接：反转字符串中的单词（LeetCode 151）
难度：中等

1. 题目描述

给你一个字符串 s，请你反转字符串中单词的顺序。
单词是由非空格字符组成的字符串。s 中使用至少一个空格将单词分隔开。
返回单词顺序颠倒且单词之间用 单个空格 连接的结果字符串。

注意：

输入字符串 s 中可能存在前导空格、尾随空格或单词间的多个空格。
返回结果中，单词间仅用单个空格分隔，不包含任何额外空格。

要求：

1 <= s.length <= 10^4
s 包含英文大小写字母、数字和空格 ’ ’
s 中至少存在一个单词

示例：

输入: s = "the sky is blue"
输出: "blue is sky the"

输入: s = "  hello world  "
输出: "world hello"

输入: s = "a good   example"
输出: "example good a"

进阶：如果字符串在使用的编程语言中是可变数据类型，尝试使用 O(1) 额外空间复杂度的原地解法。

2. 问题分析

2.1 规律

需要反转字符串中单词的顺序，但保持每个单词内部字符的顺序。
输入字符串可能包含多余空格（前导、尾随、单词间多个空格），输出需保证单词间只有单个空格。
核心问题：如何高效处理空格并反转单词顺序？
进阶要求 O(1) 空间复杂度，意味着不能使用额外的数据结构（如数组存储单词），需要在原字符串上操作。

2.2 解题思路

思路 1：分步处理（非原地，O(n) 空间）

清理空格：将字符串按空格分割成单词数组，过滤掉空字符串。
反转单词顺序：将单词数组反转。
拼接结果：用单个空格连接单词，生成最终字符串。

此方法简单直观，但需要额外空间存储单词数组，不满足进阶要求。

思路 2：原地解法（O(1) 空间，针对可变字符串）

反转整个字符串：先将整个字符串的字符反转（包括空格）。
反转每个单词：遍历反转后的字符串，找到每个单词的起止位置，单独反转单词内部字符。
清理多余空格：在原字符串上移除前导、尾随空格及单词间多余空格，调整为单个空格。

此方法适合可变字符串（如 C++ 的 std::string 或字符数组），满足进阶要求。

贪心思路（基于思路 2）

反转整个字符串：将字符串视为字符序列，直接反转。
逐个反转单词：基于空格识别单词边界，反转每个单词。
清理空格：从左到右扫描，保留单词间的单个空格，移除多余空格。
关键点：所有操作都在原字符串上进行，额外空间仅为常数级别。

2.3 示例

以 s = " hello world " 为例：

步骤 1：反转整个字符串
原字符串：" hello world "
反转后：" dlrow olleh "
步骤 2：反转每个单词
找到单词 "dlrow"，反转为 "world"；
找到单词 "olleh"，反转为 "hello"；
结果：" world hello "
步骤 3：清理空格
移除前导、尾随空格，单词间保留单个空格：
结果："world hello"

3. 代码实现

Python（思路 1：非原地，简单实现）

class Solution:def reverseWords(self, s: str) -> str:# 按空格分割，过滤空字符串words = [word for word in s.split() if word]# 反转单词数组words.reverse()# 用单个空格连接return " ".join(words)

C++（思路 2：原地解法，O(1) 空间）

class Solution {
public:string reverseWords(string s) {int n = s.size();// 步骤 1：反转整个字符串reverse(s.begin(), s.end());// 步骤 2：反转每个单词int i = 0;while (i < n) {// 跳过空格while (i < n && s[i] == ' ') i++;if (i == n) break;// 找到单词的起始和结束位置int start = i;while (i < n && s[i] != ' ') i++;int end = i - 1;// 反转单词while (start < end) {swap(s[start++], s[end--]);}}// 步骤 3：清理空格int write = 0; // 写入位置i = 0; // 读取位置while (i < n) {// 跳过前导空格while (i < n && s[i] == ' ') i++;if (i == n) break;// 写入单词if (write > 0) s[write++] = ' '; // 单词前加单个空格while (i < n && s[i] != ' ') {s[write++] = s[i++];}}// 调整字符串长度s.resize(write);return s;}
};

4. 复杂度分析

思路 1（Python 非原地）

时间复杂度：O(n)，其中 n 是字符串长度。分割、反转、拼接操作均为线性时间。
空间复杂度：O(n)，需要存储单词数组。

思路 2（C++ 原地）

时间复杂度：O(n)
- 反转整个字符串：O(n)
- 反转每个单词：总计 O(n)
- 清理空格：O(n)
空间复杂度：O(1)，仅使用常数额外空间（不计输入字符串的修改）。

5. 总结

简单解法：分割单词、反转、拼接，适合快速实现，但空间复杂度为 O(n)。
原地解法：反转整个字符串 → 反转单词 → 清理空格，满足进阶要求，空间复杂度 O(1)。
关键点：
- 处理多余空格是重点，需确保单词间仅一个空格。
- 原地解法依赖字符串的可变性，适合 C++ 等语言，Python 字符串不可变无法完全实现 O(1) 空间。
扩展：可参考类似问题，如 LeetCode 186（反转字符串中的单词 II，仅限字符数组）。