按单词竖直打印字符串 —— 题解与代码实现

题目描述

给你一个字符串 s，字符串中包含若干单词（单词之间以空格分隔）。
请你将这些单词按照它们在字符串中的出现顺序竖直打印出来。

具体要求如下：

• 竖直排列后的每列对应一个单词，每行对应单词的第 i 个字符；
• 如果某个单词长度不足，则用空格补齐；
• 输出的每一行尾部不能有多余的空格（即不允许尾随空格）；
• 返回的结果是一个字符串列表，每个字符串代表一行竖直排列后的内容。

例如，对于输入：

s = "HOW ARE YOU"

预期输出是：

[
  "HAY",
  "ORO",
  "WEU"
]

其中，第一列是单词 "HOW" 的第 1、2、3 个字符，第二列是单词 "ARE" 的字符，第三列是单词 "YOU" 的字符。

---

解题分析

要实现该功能，关键在于如何正确地将单词按列对齐并竖直输出，且要注意：

1. 确定竖直排列的总行数
   因为不同单词长度不一样，最长单词决定了最终竖排字符串的行数。
2. 按行构造每一行字符串
   对于每一行 i，从每个单词取第 i 个字符，如果该单词长度不足，则用空格补位。
3. 去除每行末尾的多余空格
   题目要求输出字符串不含尾部空格，必须使用字符串的 .rstrip() 函数去除。

---

解题方法及代码实现

我们用 Python 实现这一过程。步骤如下：

from typing import List

class Solution:
    def printVertically(self, s: str) -> List[str]:
        # 1. 拆分字符串为单词列表
        words = s.split()
        
        # 2. 找到最长单词长度
        max_len = max(len(word) for word in words)
        
        res = []
        
        # 3. 按行遍历（0到max_len-1）
        for i in range(max_len):
            line_chars = []
            
            # 4. 取每个单词的第 i 个字符（不存在则补空格）
            for word in words:
                if i < len(word):
                    line_chars.append(word[i])
                else:
                    line_chars.append(' ')
            
            # 5. 拼接成字符串并去除尾部空格
            line = ''.join(line_chars).rstrip()
            res.append(line)
        
        return res

---

代码分析与比较

• 时间复杂度：
  假设有 n 个单词，最长单词长度为 m，整体时间复杂度是 O(n * m)，因为要遍历所有单词的每个字符位置。
• 空间复杂度：
  结果数组存储约 m 行，每行最多 n 个字符，空间复杂度 O(n * m)。
• 优点：
  代码简洁明了，逻辑直观，利用字符串的 .rstrip() 高效去尾部空格。
• 可优化点：
  目前代码每行会先补足所有空格，最后再去尾部空格，实际对性能影响微乎其微。

相比其他可能使用复杂结构的方法（例如矩阵填充后逐行截取），这种方案更简洁且容易理解。

---

示例说明

示例 1

输入：

s = "HOW ARE YOU"

• 单词列表：["HOW", "ARE", "YOU"]
• 最长单词长度：3

按行处理：

行号(i)	取单词第 i 个字符	拼接结果（未去尾空格）	去尾空格后结果
0	"H" "A" "Y"	"HAY"	"HAY"
1	"O" "R" "O"	"ORO"	"ORO"
2	"W" "E" "U"	"WEU"	"WEU"

返回：

["HAY", "ORO", "WEU"]

示例 2

输入：

s = "TO BE OR NOT TO BE"

• 单词列表：["TO", "BE", "OR", "NOT", "TO", "BE"]
• 最长单词长度：3（"NOT" 长度最大）

按行处理：

行号(i)	取单词第 i 个字符	拼接结果（未去尾空格）	去尾空格后结果
0	T B O N T B	"TBONTB"	"TBONTB"
1	O E R O O E	"OEROOE"	"OEROOE"
2	(空) (空) T	" T "	" T"

返回：

[
  "TBONTB",
  "OEROOE",
  "  T"
]

---

总结

• 本题的核心是确定最长单词长度，然后按行遍历每个单词对应字符，补空格并去尾空格。
• 用 Python 的字符串方法 .rstrip() 可以方便地处理尾部多余空格，满足题目要求。
• 代码实现简洁，效率足够。
• 这种竖直打印问题在面试和算法训练中较常见，掌握此类技巧对字符处理很有帮助。