文本左右对齐

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文本左右对齐

1.题目内容

给定一个单词数组 words 和一个长度 maxWidth ，重新排版单词，使其成为每行恰好有 maxWidth 个字符，且左右两端对齐的文本。

你应该使用 “贪心算法” 来放置给定的单词；也就是说，尽可能多地往每行中放置单词。必要时可用空格 ' ' 填充，使得每行恰好有 maxWidth 个字符。

要求尽可能均匀分配单词间的空格数量。如果某一行单词间的空格不能均匀分配，则左侧放置的空格数要多于右侧的空格数。

文本的最后一行应为左对齐，且单词之间不插入额外的空格。

注意:

  • 单词是指由非空格字符组成的字符序列。
  • 每个单词的长度大于 0，小于等于 maxWidth。
  • 输入单词数组 words 至少包含一个单词。

示例 1:

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输入: words = ["This", "is", "an", "example", "of", "text", "justification."], maxWidth = 16
输出:
[
   "This    is    an",
   "example  of text",
   "justification.  "
]

示例 2:

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输入:words = ["What","must","be","acknowledgment","shall","be"], maxWidth = 16
输出:
[
  "What   must   be",
  "acknowledgment  ",
  "shall be        "
]
解释: 注意最后一行的格式应为 "shall be    " 而不是 "shall     be",
     因为最后一行应为左对齐，而不是左右两端对齐。       
     第二行同样为左对齐，这是因为这行只包含一个单词。

示例 3:

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输入:words = ["Science","is","what","we","understand","well","enough","to","explain","to","a","computer.","Art","is","everything","else","we","do"]，maxWidth = 20
输出:
[
  "Science  is  what we",
  "understand      well",
  "enough to explain to",
  "a  computer.  Art is",
  "everything  else  we",
  "do                  "
]

提示:

  • 1 <= words.length <= 300
  • 1 <= words[i].length <= 20
  • words[i] 由小写英文字母和符号组成
  • 1 <= maxWidth <= 100
  • words[i].length <= maxWidth

2.解法

模拟法

思路及算法

根据题干描述的贪心算法，对于每一行，我们首先确定最多可以放置多少单词，这样可以得到该行的空格个数，从而确定该行单词之间的空格个数。

根据题目中填充空格的细节，我们分以下三种情况讨论：

  • 当前行是最后一行：单词左对齐，且单词之间应只有一个空格，在行末填充剩余空格；
  • 当前行不是最后一行，且只有一个单词：该单词左对齐，在行末填充空格；
  • 当前行不是最后一行，且不只一个单词：设当前行单词数为 numWords，空格数为 numSpaces，我们需要将空格均匀分配在单词之间，则单词之间应至少有avgSpaces=$\frac{numSpaces}{numWords-1}$​个空格，对于多出来的extraSpaces=numSpaces mod (numWords−1)个空格，应填在前 extraSpaces 个单词之间。因此，前 extraSpaces 个单词之间填充 avgSpaces+1 个空格，其余单词之间填充 avgSpaces 个空格。

代码

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//C++
class Solution {
    // blank 返回长度为 n 的由空格组成的字符串
    string blank(int n) {
        return string(n, ' ');
    }

    // join 返回用 sep 拼接 [left, right) 范围内的 words 组成的字符串
    string join(vector<string> &words, int left, int right, string sep) {
        string s = words[left];
        for (int i = left + 1; i < right; ++i) {
            s += sep + words[i];
        }
        return s;
    }

public:
    vector<string> fullJustify(vector<string> &words, int maxWidth) {
        vector<string> ans;
        int right = 0, n = words.size();
        while (true) {
            int left = right; // 当前行的第一个单词在 words 的位置
            int sumLen = 0; // 统计这一行单词长度之和
            // 循环确定当前行可以放多少单词，注意单词之间应至少有一个空格
            while (right < n && sumLen + words[right].length() + right - left <= maxWidth) {
                sumLen += words[right++].length();
            }

            // 当前行是最后一行：单词左对齐，且单词之间应只有一个空格，在行末填充剩余空格
            if (right == n) {
                string s = join(words, left, n, " ");
                ans.emplace_back(s + blank(maxWidth - s.length()));
                return ans;
            }

            int numWords = right - left;
            int numSpaces = maxWidth - sumLen;

            // 当前行只有一个单词：该单词左对齐，在行末填充剩余空格
            if (numWords == 1) {
                ans.emplace_back(words[left] + blank(numSpaces));
                continue;
            }

            // 当前行不只一个单词
            int avgSpaces = numSpaces / (numWords - 1);
            int extraSpaces = numSpaces % (numWords - 1);
            string s1 = join(words, left, left + extraSpaces + 1, blank(avgSpaces + 1)); // 拼接额外加一个空格的单词
            string s2 = join(words, left + extraSpaces + 1, right, blank(avgSpaces)); // 拼接其余单词
            ans.emplace_back(s1 + blank(avgSpaces) + s2);
        }
    }
};
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//Java
class Solution {
    public List<String> fullJustify(String[] words, int maxWidth) {
        List<String> ans = new ArrayList<String>();
        int right = 0, n = words.length;
        while (true) {
            int left = right; // 当前行的第一个单词在 words 的位置
            int sumLen = 0; // 统计这一行单词长度之和
            // 循环确定当前行可以放多少单词，注意单词之间应至少有一个空格
            while (right < n && sumLen + words[right].length() + right - left <= maxWidth) {
                sumLen += words[right++].length();
            }

            // 当前行是最后一行：单词左对齐，且单词之间应只有一个空格，在行末填充剩余空格
            if (right == n) {
                StringBuffer sb = join(words, left, n, " ");
                sb.append(blank(maxWidth - sb.length()));
                ans.add(sb.toString());
                return ans;
            }

            int numWords = right - left;
            int numSpaces = maxWidth - sumLen;

            // 当前行只有一个单词：该单词左对齐，在行末填充剩余空格
            if (numWords == 1) {
                StringBuffer sb = new StringBuffer(words[left]);
                sb.append(blank(numSpaces));
                ans.add(sb.toString());
                continue;
            }

            // 当前行不只一个单词
            int avgSpaces = numSpaces / (numWords - 1);
            int extraSpaces = numSpaces % (numWords - 1);
            StringBuffer sb = new StringBuffer();
            sb.append(join(words, left, left + extraSpaces + 1, blank(avgSpaces + 1))); // 拼接额外加一个空格的单词
            sb.append(blank(avgSpaces));
            sb.append(join(words, left + extraSpaces + 1, right, blank(avgSpaces))); // 拼接其余单词
            ans.add(sb.toString());
        }
    }

    // blank 返回长度为 n 的由空格组成的字符串
    public String blank(int n) {
        StringBuffer sb = new StringBuffer();
        for (int i = 0; i < n; ++i) {
            sb.append(' ');
        }
        return sb.toString();
    }

    // join 返回用 sep 拼接 [left, right) 范围内的 words 组成的字符串
    public StringBuffer join(String[] words, int left, int right, String sep) {
        StringBuffer sb = new StringBuffer(words[left]);
        for (int i = left + 1; i < right; ++i) {
            sb.append(sep);
            sb.append(words[i]);
        }
        return sb;
    }
}

复杂度分析

  • 时间复杂度：O(m)，其中 m 是数组 words 中所有字符串的长度之和。

  • 空间复杂度：O(m)。