Java 用一个字符串替换两个子字符串

给定三个字符串S、A和B。你需要将S中所有等于A的子字符串替换为B，并将S中所有等于B的子字符串替换为A。有可能A或B的两个或更多子字符串重叠。为了避免对这种情况的混淆，你需要找到最左边的与A或B匹配的子字符串，替换它，然后继续处理字符串的其余部分。

输入:

S = “aab”, A = “aa”, B = “bb”

输出

“bbb”

将前两个字符与A匹配并替换为B，得到’bbb’。然后继续从索引3开始算法，我们找不到更多匹配项。

输入

S = “aabbaabb”, A = “aa”, B = “bb”

输出

“bbaabbaa”

将所有的“aa”替换为“bb”，将所有的“bb”替换为“aa”，最终得到的字符串为“bbaabbaa”。

解决方案

目标是发现字符串S中最左边与A或B匹配的子串。当A和B都位于同一索引位置时，首先更改与A匹配的子串。然后将不匹配的子串添加到结果中，重复这个过程直到找不到更多的匹配项。如果没有发现额外的匹配项，则将最终的子串添加到最终结果中。

该算法的时间复杂度为O(N*M)，其中N是字符串S的长度，M是字符串A和B的长度。在最坏的情况下，我们可能需要遍历整个字符串S才能找到每个匹配项。由于我们必须至少分析字符串中的每个字符一次，所以这也是一个理想的时间复杂度。

Java实现

让我们看一下Java实现

示例

public class ReplaceSubstring {
     //method to replace string
    public static String replaceSubstring(String S, String A, String B) {
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        int i = 0;
        while (i < S.length()) {
            // Find the leftmost sub-string that matches A or B
            int aIndex = S.indexOf(A, i);
            int bIndex = S.indexOf(B, i);
            if (aIndex == -1 && bIndex == -1) {
                // No more matches found
                sb.append(S.substring(i));
                break;
            } else if (aIndex == -1 || (bIndex != -1 && bIndex < aIndex)) {
                // Replace the sub-string matching B
                sb.append(S.substring(i, bIndex)).append(A);
                i = bIndex + B.length();
            } else {
                // Replace the sub-string matching A
                sb.append(S.substring(i, aIndex)).append(B);
                i = aIndex + A.length();
            }
        }
        return sb.toString();
    }
     //Driver method
    public static void main(String[] args) {
        String S = "aabbcc";
        String A = "aa";
        String B = "bb";
        String result = replaceSubstring(S, A, B);
        System.out.println(result);
    }
}

输出

bbaacc

替代方法

我们之前介绍的方法的时间复杂度是O(N*M)，其中N是字符串S的长度，M是字符串A和B的长度。这已经是最优的时间复杂度，因为我们需要至少检查字符串的每个字符。

然而，我们可以通过使用 StringBuilder 来构建结果字符串，而不是重复地连接子字符串，来优化实现。我们还可以通过手动迭代字符串并比较子字符串来避免使用indexOf()来搜索下一个匹配项。以下是带有这些优化的更新实现：

示例

public class ReplaceSubstring {
    //method to replace string
    public static String replaceSubstring(String S, String A, String B) {
        StringBuilder sb = new StringBuilder(S.length());
        int i = 0;
        while (i < S.length()) {
            // Check if the current substring matches A
            if (i + A.length() <= S.length() && S.substring(i, i + A.length()).equals(A)) {
                sb.append(B);
                i += A.length();
            }
            // Check if the current substring matches B
            else if (i + B.length() <= S.length() && S.substring(i, i + B.length()).equals(B)) {
                sb.append(A);
                i += B.length();
            }
            // Current substring does not match A or B
            else {
                sb.append(S.charAt(i));
                i++;
            }
        }
        return sb.toString();
    }

    //Driver method
    public static void main(String[] args) {
        String S = "aabbcc";
        String A = "aa";
        String B = "bb";
        String result = replaceSubstring(S, A, B);
        System.out.println(result);
    }
}