从字符串中删除指定的字符-高效的方法（时间和空间复杂度）

Question

这是问题所在：从给定的字符串中删除指定的字符。

Input: The string is "Hello World!" and characters to be deleted are "lor"
Output: "He Wd!"

解决这个问题涉及两个子部分：

1. 确定是否要删除给定字符
2. 如果是这样，则删除字符

为了解决第一部分，我正在读取要删除的字符到std::unordered_map ，即，我解析字符串“ lor”并将每个字符插入到哈希图中。 稍后，当我解析主字符串时，我将使用每个字符作为键查看此哈希图，如果返回的值非零，则将从字符串中删除该字符。

问题1：这是最好的方法吗？

问题2：哪个对这个问题更好？ std::map或std::unordered_map吗？ 由于我对订购不感兴趣，因此我使用了unordered_map 。 但是创建哈希表是否有更高的开销？ 在这种情况下该怎么办？ 使用map （平衡树）还是unordered_map （哈希表）？

现在进入下一部分，即从字符串中删除字符。 一种方法是删除字符并将数据从该点开始移回一个位置。 在最坏的情况下，我们必须删除所有字符，这将花费O（n ^ 2）。

第二种方法是仅将所需的字符复制到另一个缓冲区。 这将涉及分配足够的内存来容纳原始字符串，并逐个字符地进行复制，而忽略要删除的字符串。 尽管这需要额外的内存，但这将是O（n）操作。

第三种方法是从第0个位置开始读取和写入，每次读取时增加源指针，仅在写入时增加目标指针。 由于源指针将始终与目标指针相同或位于目标指针之前，因此我可以在同一缓冲区上进行写操作。 这样可以节省内存，并且也是O（n）操作。 我在做同样的事情，并在最后调用resize来删除其他不必要的字符？

这是我编写的函数：

// str contains the string (Hello World!)
// chars contains the characters to be deleted (lor)
void remove_chars(string& str, const string& chars)
{
    unordered_map<char, int> chars_map;

    for(string::size_type i = 0; i < chars.size(); ++i)
        chars_map[chars[i]] = 1;

    string::size_type i = 0; // source
    string::size_type j = 0; // destination
    while(i < str.size())
    {
        if(chars_map[str[i]] != 0)
            ++i;
        else
        {
            str[j] = str[i];
            ++i;
            ++j;
        }
    }

    str.resize(j);
}

问题3：我可以通过哪些不同方式来改善此功能。 还是我们能做到的最好？

谢谢！

Answer 1

做得好，现在了解标准库算法并提高：

str.erase(std::remove_if(str.begin(), str.end(), boost::is_any_of("lor")), str.end());

Answer 2

假设您正在研究算法，并且对库解决方案不感兴趣：

当可能的密钥数量很大时，哈希表最有价值，但是您只需要存储其中的几个即可。 如果要从数字序列中删除特定的32位整数，则哈希表将很有意义。 但是，对于ASCII字符，这是太过分了。

只需制作一个256个布尔数组，并为要删除的字符设置一个标志。 每个输入字符仅使用一个查表指令。 哈希映射至少涉及一些其他指令来计算哈希函数。 在空间上，一旦将所有辅助数据加起来，它们可能不再紧凑。

void remove_chars(string& str, const string& chars)
{
    // set up the look-up table
    std::vector<bool> discard(256, false);
    for (int i = 0; i < chars.size(); ++i)
    {
        discard[chars[i]] = true;
    }

    for (int j = 0; j < str.size(); ++j)
    {
        if (discard[str[j]])
        {
            // do something, depending on your storage choice
        }
    }
}

关于存储选项：根据是否需要保留输入数据，在选项2和3之间进行选择。 3显然是最有效的，但是您并不总是需要就地过程。

Answer 3

这是具有许多优势的KISS解决方案：

void remove_chars (char *dest, const char *src, const char *excludes)
{
    do {
        if (!strchr (excludes, *src))
            *dest++ = *src;
    } while (*src++);
    *dest = '\000';
}

Answer 4

您可以在strcspn和strspn之间strcspn乒乓strcspn ，以避免需要哈希表：

void remove_chars(
    const char *input, 
    char *output, 
    const char *characters)
{
    const char *next_input= input;
    char *next_output= output;

    while (*next_input!='\0')
    {
        int copy_length= strspn(next_input, characters);
        memcpy(next_output, next_input, copy_length);

        next_output+= copy_length;

        next_input+= copy_length;
        next_input+= strcspn(next_input, characters);
    }
}