字符串压缩

字符串压缩。利用字符重复出现的次数，编写一种方法，实现基本的字符串压缩功能。比如，字符串aabcccccaaa会变为a2b1c5a3。若“压缩”后的字符串没有变短，则返回原先的字符串。你可以假设字符串中只包含大小写英文字母（a至z）。

示例 1：

输入：“aabcccccaaa”
输出：“a2b1c5a3”

示例 2：

输入：“abbccd”
输出：“abbccd”
解释：“abbccd"压缩后为"a1b2c2d1”，比原字符串长度更长。

题目解法

解法 1

迭代访问字符串，将字符复制至新字符串，并数出重复字符。在遍历过程中的每一步，只需检查当前字符与下一个字符是否一致。如果不一致，则将压缩后的版本写入到结果中。

算法实现（JAVA）
public class Solution {
    public String compressString(String S) {
        if (S == null || S.length() == 0) {
            return S;
        }
        StringBuilder compressed = new StringBuilder();
        int countConsecutive = 0;
        for (int i = 0; i < S.length(); i++) {
            countConsecutive++;

            // 如果下一个字符与当前字符不同，那么将当前字符添加到结果尾部
            if (i + 1 >= S.length() || S.charAt(i) != S.charAt(i + 1)) {
                compressed.append(S.charAt(i));
                compressed.append(countConsecutive);
                countConsecutive = 0;
            }
        }
        return compressed.length() < S.length() ? compressed.toString() : S;
    }

    /**
     * 测试
     */
    public static void main(String[] args) {
        Solution solution = new Solution();
        // a2b1c5a3
        String str1 = "aabcccccaaa";
        System.out.println(solution.compressString(str1));

        // abbccd
        String str2 = "abbccd";
        System.out.println(solution.compressString(str2));
    }
}

解法 2

解法1中首先构造了压缩后的字符串，而后返回原字符串与压缩字符串中较短的一个。

与此不同的一种方法是，我们可以提前检查原字符串与压缩字符串的长度。在没有很多重复字符的情况下，该方法为上乘之选，因为其避免了构造一个最终不会被使用的字符串。而该方法的缺点在于，需要再次对所有字符进行循环，同时加了近乎重复的代码。

该方法的另一个优点在于可以提前将StringBuilder初始化为所需的容量。如果没有这一步骤，StringBuilder需要在每次达到容量时将其容量翻倍(该过程隐式地完成)，其最终容量有可能会达到所需容量的两倍。

算法实现（JAVA）
public class Solution {
    public String compressString(String S) {
        // 检查最终长度。如果其较长，则返回输入字符串
        int finalLength = countCompression(S);
        if (finalLength >= S.length()) {
            return S;
        }

        StringBuilder compressed = new StringBuilder(finalLength);
        int countConsecutive = 0;
        for (int i = 0; i < S.length(); i++) {
            countConsecutive++;

            // 如果下一个字符与当前字符不同，那么将当前字符添加到结果尾部
            if (i + 1 >= S.length() || S.charAt(i) != S.charAt(i + 1)) {
                compressed.append(S.charAt(i));
                compressed.append(countConsecutive);
                countConsecutive = 0;
            }
        }
        return compressed.toString();
    }

    /**
     * 计算压缩后字符串长度
     */
    private int countCompression(String s) {
        int compressedLength = 0;
        int countConsecutive = 0;
        for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
            countConsecutive++;

            // 如果下一个字符与当前字符不同，那么增加其长度
            if (i + 1 >= s.length() || s.charAt(i) != s.charAt(i + 1)) {
                compressedLength += 1 + String.valueOf(countConsecutive).length();
                countConsecutive = 0;
            }
        }
        return compressedLength;
    }

    /**
     * 测试
     */
    public static void main(String[] args) {
        Solution solution = new Solution();
        // a2b1c5a3
        String str1 = "aabcccccaaa";
        System.out.println(solution.compressString(str1));

        // abbccd
        String str2 = "abbccd";
        System.out.println(solution.compressString(str2));
    }
}

[1] 盖尔.拉克曼.麦克道尔.程序员面试金典（第6版）[M].北京：人民邮电出版社，2019.9：162-164
[2] leetcode.面试题 01.06. 字符串压缩