String 就地游程编码算法

我遇到了一个面试问题：

给定一个输入字符串：

aaaaa bcddddee

，将其转换为

a5b1c1d4e2

一个额外的限制是，这需要在适当的位置执行，这意味着不应该使用额外的空间（数组）

可以保证编码的字符串将始终适合原始字符串。换句话说，像

abcde

这样的字符串不会出现，因为它将被编码为

a1b1c1d1e1

，这比原始字符串占用更多的空间

面试官给我的一个提示是遍历字符串一次，然后找到节省下来的空间

但我还是被卡住了，因为有时候，如果不使用额外的变量，输入字符串中的某些值可能会被覆盖

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如果您有任何建议，我们将不胜感激。

可能只是正常地对其进行编码，但是如果您看到您的输出索引超过了输入索引，请跳过“1”。然后，当您完成后，返回并在所有字母后插入1，而不进行计数，将字符串的其余部分向后移动。在最坏的情况下是O（N^2）（没有重复的字母），所以我认为可能有更好的解决方案

编辑：似乎我错过了最后一个字符串始终适合源代码的部分。有了这个限制，是的，这不是最佳解决方案

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EDIT2:O（N）版本的它将在第一次传递期间也计算最终压缩长度（在一般情况下可能比源长度大），设置指向它的指针p1，指向省略了1的压缩字符串的指针p2（p2因此这是一个很好的面试问题）

要点 有两个关键点：

单个字符必须编码为

c1

编码长度将始终小于原始数组

从1开始，我们知道每个字符需要至少2个位置进行编码。也就是说，只有单个字符需要更多空间进行编码

简单方法 从关键点来看，我们注意到单个字符在编码过程中给我们带来了很多问题，因为它们可能没有足够的位置容纳编码的字符串。那么我们先把它们留下，然后先压缩其他字符怎么样

例如，我们从后面编码

aaaaa bcddddee

，同时先保留单个字符，我们将得到：

aaaaabcddddee
_____a5bcd4e2

然后我们可以安全地从头开始编码部分编码的序列，给定关键点2，这样就有足够的空间

分析

似乎我们已经有了解决方案，我们完成了吗？不。考虑这个字符串：

aaa3dd11ee4ff666

这个问题没有限制字符的范围，因此我们也可以使用数字。在这种情况下，如果我们仍然使用相同的方法，我们将得到以下结果：

aaa3dd11ee4ff666
__a33d212e24f263

好的，现在告诉我，如何区分游程长度和原始字符串中的数字

嗯，我们需要试试别的

让我们将编码优点（E）定义为：编码序列和原始连续字符序列之间的长度差。

例如，

aa

具有

E=0

，因为

aa

将被编码为

a2

，并且它们没有长度差异；

aaa

具有

E=1

，因为它将被编码为

a3

，编码后的字符与原始字符之间的长度差异为

1

。让我们看看单个字符c在这种情况下，它的

E

是什么？是的，它是

-1

。从定义中，我们可以推导出

E

的公式：

E=ori\u len-encoded\u len

现在让我们回到问题上来。从关键点2开始，我们知道编码的字符串总是比原始字符串短。我们如何使用

E

来重新表述这个关键点

非常简单：

sigma（E_i）>=0

，其中

E_i

是第i个连续字符子串的

编码优势

例如，您在问题中给出的示例：
aaaaa bcddddee
，可以分为5个部分：

E(0) = 5 - 2 = 3  // aaaaa -> a5
E(1) = 1 - 2 = -1 // b -> b1
E(2) = 1 - 2 = -1 // c -> c1
E(3) = 4 - 2 = 2  // dddd -> d4
E(4) = 2 - 2 = 0  // ee -> e2

sigma将是：
3+-1+-1）+2+0=3>0
。这意味着编码后将剩下3个空格

但是，从这个例子中，我们可以看到一个潜在的问题：因为我们在做求和，即使最终答案大于0，也有可能在中间得到一些否定！

是的，这是一个问题，而且非常严重。如果我们得到
E
低于
0
，这意味着我们没有足够的空间对当前字符进行编码，并将覆盖后面的一些字符

但是，为什么我们需要从第一组中总结它呢？为什么我们不能从中间的某个地方开始总结以跳过否定部分呢？让我们来看一个例子：

2 0 -1 -1 -1 1 3 -1

如果我们从一开始就进行汇总，在索引4（基于0）处添加第三个
-1
后，我们将降至0以下；如果我们从索引5进行汇总，当我们到达末尾时，我们将返回到索引0，我们没有问题

算法
该分析为我们提供了关于算法的见解：

从头开始，计算当前连续组的
E
，并将其添加到总数
E_total
如果
E_total
仍然为非负（>=0），我们很好，可以安全进入下一组
如果
E_total
低于0，我们需要从当前位置重新开始，即清除
E_total
，然后进入下一个位置
如果我们到达序列的末尾，并且
E_total
仍然是非负的，那么最后一个起点就是一个好的开始！这一步需要
O（n）
时间。通常我们需要循环并再次检查，但由于关键点2，我们肯定会得到一个有效的答案，因此我们可以安全地停在这里

然后，我们可以回到起点，在到达终点后，开始传统的游程编码
Group 1: a     -> E_total += -1 -> E_total = -1 < 0 -> E_total = 0, pos = 1;
Group 2: b     -> E_total += -1 -> E_total = -1 < 0 -> E_total = 0, pos = 2;
Group 3: cc    -> E_total += 0  -> E_total = 0 >= 0 -> proceed;
Group 4: ddd   -> E_total += 1  -> E_total = 1 >= 0 -> proceed;
Group 5: e     -> E_total += -1 -> E_total = 0 >= 0 -> proceed;
Group 6: f     -> E_total += -1 -> E_total = -1 < 0 -> E_total = 0, pos = 9;
Group 7: ggggg -> E_total += 3  -> E_total = 3 >= 0 -> proceed;
Group 8: hhhhh -> E_total += 3  -> E_total = 6 >= 0 -> end;

         v this is the starting point
abccdddefggggghhhhh
abccdddefg5h5______
             ^ last_available_pos, we need to make use of these remaining spaces
abccdddefg5h5a1b1c2
d3e1f1___g5h5a1b1c2
      ^^^ remove the white space
d3e1f1g5h5a1b1c2
          ^ last_available_pos, rotate
a1b1c2d3e1f1g5h5

s = "wwwwaaadexxxxxxywww"

s = s + '#'

s = "wwwwaaadexxxxxxywww#"

j = 0 // s[j] = w

print(s[j], i - j) // i = 4, j = 0
j = i              // j = 4, s[j] = a

Output: w4

print(s[j], i - j) // i = 7, j = 4 => a3
j = i              // j = 7, s[j] = d

Output: w4a3


.
.  (Skipping to the second last)
.

j = 15, s[j] = y, i = 16, s[i] = w
print(s[j], i - y) => y1

Output: w4a3d1e1x6y1

j = 16, s[j] = w and we cannot print it's count 
because we've no 'mis-matching' character

void compress(string s){
    int j = 0;
    s = s + '#';
    for(int i=1; i < s.length(); i++){
        if(s[i] != s[j]){
            cout << s[j] << i - j;
            j = i;
        }
     }
}

int main(){
    string s = "wwwwaaadexxxxxxywww";
    compress(s);
    return 0;
}

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
int dig(int n){
    int k=0;
    while(n){
        k++;
        n/=10;
    }
    return k;
}
void stringEncoding(string &n){
    int i=0;
    for(int i=0;i<n.size();i++){
        while(n[i]==n[i+j])j++;
        n.erase((i+1),(j-1));
        n.insert(i+1,to_string(j));
        i+=(dig(j));
    }
}
int main(){
    ios_base::sync_with_stdio(0), cin.tie(0);
    string n="kaaaabcddedddllllllllllllllllllllllp";
    stringEncoding(n);
    cout<<n;
}