用另一个子字符串替换字符串中的两个子字符串

---

给定三个字符串 S、A 和 B。您必须将等于 A 的 S 的每个子字符串替换为 B，并将等于 B 的 S 的每个子字符串替换为 A。可能存在两个或多个匹配 A 或 B 的子字符串重叠。为了避免对这种情况的混淆，您必须找到匹配 A 或 B 的最左边的子字符串，将其替换，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 匹配并将其替换为 B，我们得到“bbb”。然后从索引 3 开始继续算法，我们找不到更多匹配项。

输入

S = “aabbaabb”, A = “aa”, B = “bb” 

输出

“bbaabbaa” 

将所有出现的“aa”替换为“bb”，“bb”替换为“aa”，因此最终字符串为“bbaabbaa”。

解决方案

目标是在字符串 S 中发现匹配 A 或 B 的最左边的子字符串。当 A 和 B 都位于同一索引处时，首先更改匹配 A 的子字符串。然后将不匹配的子字符串添加到结果中，并重复此过程，直到找不到更多匹配项。如果没有发现更多匹配项，则将最终子字符串添加到最终结果中。

此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，我们可能必须遍历整个字符串 S 才能找到每个匹配项。由于我们至少必须分析字符串中的每个字符一次，因此这也是理想的时间复杂度。

Java 实现

让我们看看 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

我们前面介绍的方法的时间复杂度为 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。这已经是最佳时间复杂度，因为我们需要至少检查字符串的每个字符一次。

但是，我们可以通过使用 **StringBuilder** 来构建结果字符串（而不是重复连接子字符串）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。以下是使用这些优化的更新后的实现

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);
    }
}

输出

bbaacc

此实现与之前的实现具有相同的时间复杂度，但由于减少了字符串连接和 indexOf 调用的开销，因此在实践中可能更快。