昨天在寫一個旋轉(zhuǎn)字符串的函數(shù)時，寫著寫著發(fā)現(xiàn)有好多種方法，最簡單的莫過于替換然后覆蓋再插入。不要小看這種小的算法，其實這其中蘊含著很多容易忽略的編程的細節(jié)。下面就跟隨著我的文字來由淺入深進行鞏固和再學習。總結(jié)下來此問題的算法大約有五個，這是在分得很細的情況下，前面的兩個是自己想的，后面的三個參考了一個叫July的大神的思路。其實這些算法總體的思路大同小異，但這些細節(jié)問題也讓我的思維有了很大的開闊。下面就由淺入深一一分析：

?

思路一：

此思路是最容易想到的，就是進行簡單的替換，覆蓋和插入操作。不好描述，直接見代碼：其中需要注意的地方都已標注出來。

?

1 /* 思路一：正常思路，循環(huán)左移 2 * 注意K的處理，K有可能比N大，K 等價于 K %= N； 3 * 算法的時間復雜度為O(N^2); 4 */ 5 void RightShift(char * pArr, int N, int K) 6 { 7 assert(NULL != pArr); //斷言判斷 8 if(NULL == pArr) 9 return; 10 11 K %= N; //K有可能比N大，考慮周到了 12 while(K--){ 13 char pTemp = pArr[0]; 14 for(int i = 0; i < N; i ++){ 15 pArr[i] = pArr[i + 1]; 16 } 17 pArr[N - 1] = pTemp; 18 } 19 }

?

當然你也可以C++的String庫來寫，建議以后編程多用C++的string庫，至少不會出現(xiàn)（char *）中出現(xiàn)的很多令人蛋疼的指針問題，不過各有各的好處，因人而異。

上面的思路最簡單，但時間復雜度卻不是很理想。下面是改進的算法，實現(xiàn)三次交換，而不是雙重循環(huán)。交換的時間復雜度是線性的。

?

思路二：

這個也是比較容易想到的，E.g："abcd1234" ,將之分為兩部分，"abcd"和"1234",將兩者交換-->"dcba"和"4321",在對整體交換-->"1234abcd",OK!是不是很簡單，大部分人想到這里就應該會放棄了，包括我也是這樣，但解決問題的方式永遠不止一兩種，只有少部分人相信了這種話，所以，相信的現(xiàn)在都變大神了，大神July就是這樣的，下面的幾種思路保證讓你大開眼界，所以，以后思考問題應該多多抱著一種批判的思想，層層深入，如此方能鑿到金子。看思路二的代碼：

?

1 /* 思路二：三次反轉(zhuǎn) 2 * e.g: "abcd1234" 3 * 第一次反轉(zhuǎn)："dcba",第二次反轉(zhuǎn)："4321",第三次反轉(zhuǎn)：“1234abcd” 4 * 算法的時間復雜度降到線性級為O(N); 5 */ 6 void Reverse(char *pArr, int M, int N) //反轉(zhuǎn)函數(shù) 7 { 8 //M、N代表字符串區(qū)域邊界上的兩個點 9 while(M < N){ 10 char pTemp = pArr[N]; 11 pArr[N] = pArr[M]; 12 pArr[M] = pTemp; 13 ++ M; 14 -- N; 15 } 16 } 17 //三次反轉(zhuǎn) 18 char * ThreeReverse(char * pArr, int N, int K) 19 { 20 K %= N; //同樣對K進行處理 21 Reverse(pArr, 0, K - 1); 22 Reverse(pArr, N - K, N - 1); 23 Reverse(pArr, 0, N - 1); 24 return pArr; 25 }

?

上面N表示字符串的長度，K表示要循環(huán)移動的位數(shù)，注意對K的處理上，K有可能比N大，如果K == N，剛好回到原來的字符串，即沒有移動，所以，我們可以用K %= N來代替K，效果是一樣的。

?

思路三：

將所要旋轉(zhuǎn)的字符串當做一個整體，然后集體移動，如果是左循環(huán)，就進行右移動，右循環(huán)就左移動。舉個例子，E.g:“abcdefghijk”實行左循環(huán)，將“abc”移動最后，則有：

“abcdefghijk” --> "defabcghijk" --> "defghiabcjk"，到這里，就沒法再移動了，這個時候，剛好反過來，將"jk"前移 --> "defghijkabc"，這其中會用到交換Swap函數(shù)，如下：

?

1 void Swap(char *pArr, int M, int N) //交換函數(shù) 2 { 3 char pTemp = pArr[N]; 4 pArr[N] = pArr[M]; 5 pArr[M] = pTemp; 6 }

?

那么如何來控制待處理的串（如"abc"）的移動呢？用兩個臨界指針不久解決了嗎，保證P2 - P1 = K即可，移動中要對P2進行判斷，如果(P2 + K - 1)超過了 N（串長），就停止。對于"abcdefghijk"，停止時 P1-->'a' , P2 --> 'j'，因為這個時候（P2 + K1 - 1）> N，控制P2的停止，這個地方有個小技巧，就是設(shè)一個變量 Index = (N - K) - (N % K)，當Index == 0時，P2不在移動。這個很好理解，比判斷P2是否越界要好處理得多。見代碼：

?

1 /* 思路三：將要循環(huán)左移的字符串當做一個整體（兩個指針控制），依次右移 2 * e.g：“abcdefghijk”,將abc移到最右邊-->"defghijkabc" 3 * 第一次移動-->"defabcghijk",第二次移動-->"defghiabcjk" 4 * 再將jk往前移K位-->"defghijkabc" 5 * 算法的時間復雜度也是線性的 6 */ 7 void pConReverseFirst(char *pArr, int N, int K) 8 { 9 assert(NULL != pArr); //斷言判斷 10 if(NULL == pArr) 11 return; 12 13 K %= N; 14 if(K == 0) 15 return; 16 17 //將待處理的串往后移 18 int p1 = 0, p2 = K; 19 int pIndex = (N - K) - (N % K); //小技巧：pIndex表示p2所能指示的最大區(qū)域 20 21 while(pIndex --){ 22 Swap(pArr, p1, p2); 23 ++ p1; 24 ++ p2; 25 } 26 27 //將剩余的串往前移 28 int pR = N % K; //計算剩余的單出來的數(shù)，將這些數(shù)統(tǒng)一向前移,pR也可以= N - p2; 29 while(pR --){ 30 char pTemp = pArr[p2]; 31 for(int i = p2; i > p1; i --) 32 pArr[i] = pArr[i - 1]; 33 pArr[p1] = pTemp; 34 ++ p2; 35 ++ p1; 36 } 37 }

?

思路四：

前面部分的算法和思路三一樣，在后面剩余串的處理上，本思路是將待處理串中剩余的部分往后移，E.g："abcdefghijk" -- > "defghiabcjk" -- > "defghi?j?bc?a?k" -- > "defghi?j k?c?a b"，將'c'往后移 -- > "defghijk abc"。見代碼：

?

1 /* 思路四：和思路三一樣，只在后面多余數(shù)據(jù)的處理上不一樣,剛好和思路三相反 2 * 只要 *p2 != '\0',就交換p1和p2;然后將前面多余的數(shù)單獨移到最后 3 * e.g:"defghiabcjk" --> "defghijkcab" --> "defghijkabc" 4 * 同樣的時間復雜度為線性的 5 */ 6 void pConReverseSecond(char * pArr, int N, int K) 7 { 8 assert(NULL != pArr); //斷言判斷 9 if(NULL == pArr) 10 return; 11 12 K %= N; 13 if(K == 0) 14 return; 15 16 int p1 = 0, p2 = K; 17 while(p2 < N){ 18 Swap(pArr, p1,p2); 19 ++ p1; 20 ++ p2; 21 } 22 23 int pR = K - (N % K); //計算前面p1所指范圍內(nèi)剩余的數(shù)，e.g:"defghijkcab"剩余'c' 24 while(pR --){ 25 for(int i = p1; i < p2 - 1; i ++) 26 Swap(pArr, i, i + 1); 27 } 28 }

?

思路五：

和思路三前面部分的算法也是一樣的，后面的部分則采用遞歸處理。代碼中有說明，相見代碼：

?

1 /* 思路五：遞歸求解，前面的思路和思路三是一樣的，只是對于后面的要遞歸處理 2 * e.g:"abcdefghijk" --> "defghiabcjk" 此時，對于"abcjk" 3 * N = K + N % K = 5; K = N % K = 2; 將"jk"左移 --> "ajkbc",此時，對于"ajk" 4 * N = K + N % K = 3; K = N % K = 1; 將'a' 右移 --> "jka"; 5 * 算法的時間復雜度也是線性的 6 */ 7 void RecurReverse(char * pArr, int N, int K, int pHead, int pTail, bool pFlag) 8 { 9 /* pHead = 待處理的頭元素，pTail = 待處理的尾元素 10 * pFlag = 左循還是右循的標志 11 */ 12 assert(NULL != pArr); //斷言判斷 13 if(NULL == pArr) 14 return; 15 16 K %= N; 17 if(pHead == pTail || K == 0) //遞歸出口 18 return; 19 20 //左循右移 21 if(pFlag == true){ 22 int p1 = pHead, p2 = pHead + K; 23 int pLeft = N - K - (N % K); 24 25 for(; pLeft > 0; -- pLeft, ++ p1, ++p2) 26 Swap(pArr, p1, p2); 27 28 //遞歸，pFLag == FALSE 29 RecurReverse(pArr, K + N % K, N % K, p1, pTail, false); 30 } 31 32 //右循左移 33 //p2指向最右邊第一個 34 else{ 35 int p2 = pTail, p1 = pTail - K; 36 int pRight = N - K - (N % K); 37 38 for(; pRight > 0; -- pRight, -- p1, -- p2) 39 Swap(pArr, p1, p2); 40 //遞歸，pFLag == TRUE 41 RecurReverse(pArr, K + N % K, N % K, p1, p2, true); //"ajk" , p1指向'a',p2指向'k' 42 } 43 }

?

OK，以上所有代碼都嚴格經(jīng)過測試成立。

以上的算法思想，是非常低級的，一切沒有涉及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的算法都是非常低級的算法，但這些算法或多或少在不同的程度上打開了我們的思維，對以后的學習會有很多的幫助。以上的代碼有好多種寫法，每個人的寫法都不一樣，關(guān)鍵是懂得這種思想，學會層層深入地思考問題。

《新程序員》：云原生和全面數(shù)字化實踐50位技術(shù)專家共同創(chuàng)作，文字、視頻、音頻交互閱讀

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的旋转字符串算法由浅入深的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。