【数据结构与算法】逆置算法

简介: 【数据结构与算法】逆置算法

 在力扣或者牛客网这些OJ刷题平台经常能够看到一些题目,要求你将字符串逆置或者旋转字符串、亦或者旋转数组。那今天就跟大家讲解一下逆置算法。首先我们来学习一下逆置字符串。


逆置字符串


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循环版本


代码示例:


#include <stdio.h>
#include <string.h>
void reverse_string(char* arr)
{
  char *left = arr;
  char *right = arr+strlen(arr)-1;
  while(left<right)
  {
    char tmp = *left;
    *left = *right;
    *right = tmp;
    left++;
    right--;
  }
}
int main()
{
  char arr[] = "joyy";
  reverse(arr);
  printf("%s\n", arr);
  return 0;
}


#include <stdio.h>
#include <string.h>
void reverse_string(char* arr)
{
  int len = strlen(arr);
  int i = 0;
  for (i = 0; i < len / 2; i++)
  {
    char temp = *(arr + i);
    *(arr + i) = *(arr + len - 1 - i);
    *(arr + len - 1 - i) = temp;
  }
}
int main()
{
  char arr[] = "joyy";
  reverse_string(arr);
  printf("%s\n", arr);
  return 0;
}


递归版本


1675758961141.png


代码示例:


#include <stdio.h>
#include <string.h>
void reverse_string(char* arr)
{
  int len = strlen(arr);
  char tmp = *arr;
  *arr = *(arr+len-1);
  *(arr+len-1) = '\0';
  if(strlen(arr+1)>=2) //判断条件改为strlen(arr+1)>0也行
    reverse_string(arr+1);
  *(arr+len-1) = tmp;
}
int main()
{
  char arr[] = "joyy";
  reverse_string(arr);
  printf("%s\n", arr);
  return 0;
}


 注意:上面循环的两个版本思路差不多,使用while循环的实现方式是通过指针加加减减来实现交换,而for循环的实现方式是通过下标的方式来堆成交换。 然后递归版本最需要注意的点就是:将*(str+len-1)赋给*arr后,一定要将*(str+len-1)改为'\0'以减小字符串的长度,否则无法实现递归。


旋转数组


示例:给定一个数组,将数组中的元素向右移动 k 个位置,其中 k 是非负数。

示例:

输入: [1,2,3,4,5,6,7] 和 k = 3

输出: [5,6,7,1,2,3,4]

解释:

向右旋转 1 步: [7,1,2,3,4,5,6]

向右旋转 2 步: [6,7,1,2,3,4,5]

向右旋转 3 步: [5,6,7,1,2,3,4]


暴力求解法


分析:

195ef2780c2a442e9c6a39d4d14efad5.png

代码示例:


#include <stdio.h>
void rotate(int* nums, int numsSize, int k)
{
  k %= numsSize;
  for (int i = 0; i < k; i++)
  {
    int temp = nums[numsSize - 1];
    for (int k = numsSize - 2; k >= 0; k--)
    {
      nums[k + 1] = nums[k];
    }
    nums[0] = temp;
  }
}
int main()
{
  int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7 };
  rotate(arr, 7, 10);
  for (int i = 0; i < 7; i++)
  {
    printf("%d ", arr[i]);
  }
  return 0;
}


这种方法还是比较容易想到的方法,但是它不是最优的方法。接下来,博主给大家介绍一种更加优的方法。


反转法


分析:

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 反转法主要涉及了三次逆置:第一次是前n-k个元素逆置,第二次是后k个元素逆置,第三次是整个数组逆置。所以反转法需要借助上面已经介绍到了的逆置算法。


代码示例:


void rotate(int* nums, int numsSize, int k)
{
  k %= numsSize;
  //前n-k个元素逆置
  reverse(nums, 0, numsSize - k - 1);
  //后k个元素逆置
  reverse(nums, numsSize - k, numsSize - 1);
  //整个数组逆置
  reverse(nums, 0, numsSize - 1);
}
int main()
{
  int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7 };
  rotate(arr, 7, 3);
  for (int i = 0; i < 7; i++)
  {
    printf("%d ", arr[i]);
  }
  return 0;
}


倒置字符串


将一句话的单词进行倒置,标点不倒置。比如 "I like beijing.",经过处理后变为:"beijing. like I"。字符串长度不超过100。


输入描述:输入一个仅包含小写字母、空格、'.' 的字符串,长度不超过100。'.' 只出现在最后一个单词的末尾。


输出描述:依次输出倒置之后的字符串,以空格分割。


示例1

输入

I like beijing.

输出

beijing. like I

解题思路:首先进行单词逆序,然后再进行整个字符串的逆序,就能达到题目想要的效果了。因为单词之间有空格隔开,所以我们需要知道空格的位置。


#include <stdio.h>
#include <assert.h>
#include <string.h>
void reverse(char* left, char* right)
{
    assert(left);
    assert(right);
    while (left < right)
    {
        char tmp = *left;
        *left = *right;
        *right = tmp;
        left++;
        right--;
    }
}
int main()
{
    char arr[101] = { 0 };
    gets(arr);
    //处理
    char* cur = arr;
    //逆序每个单词
    while (*cur)
    {
        char* start = cur;
        char* end = cur;
        while (*end != ' ' && *end != '\0')
        {
            end++;
        }
        reverse(start, end - 1);
        //如果*end等于\0,将end+1赋给cur的话,cur将不会指向\0,无法终止循环
        if (*end != '\0')
            cur = end + 1;
        else
            cur = end;
    }
    //逆序整个字符串
    int len = strlen(arr);
    reverse(arr, arr + len - 1);
    printf("%s\n", arr);
    return 0;
}


写一个函数,判断一个字符串是否为另外一个字符串旋转之后的字符串。


例如:给定s1 =AABCD和s2 = BCDAA,返回1


给定s1=abcd和s2=ACBD,返回0.


AABCD左旋一个字符得到ABCDA


AABCD左旋两个字符得到BCDAA


AABCD右旋一个字符得到DAABC


#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <assert.h>
int is_left_move(char* arr1, char* arr2)
{
    assert(arr1 && arr2);
  int len = strlen(arr1);
  int i = 0;
  for (i = 0; i < len; i++)
  {
    char tmp = arr1[0];
    int j = 0;
    for (j = 0; j < len - 1; j++)
    {
      arr1[j] = arr1[j + 1];
    }
    arr1[len - 1] = tmp;
    if (strcmp(arr1, arr2) == 0)
    {
      return 1;
    }
  }
  return 0;
}
int main()
{
  char arr1[] = "ABCDEF";
  char arr2[] = "CDEFAB";
  int ret = is_left_move(arr1, arr2);
  if (ret == 1)
  {
    printf("Yes\n");
  }
  else
  {
    printf("No\n");
  }
  return 0;
}


#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <assert.h>
int is_left_move(char* arr1, char* arr2)
{
    assert(arr1 && arr2);
  int len1 = strlen(arr1);
  int len2 = strlen(arr2);
  if (len1 != len2)
  {
    return 0;
  }
  strncat(arr1, arr1, len1);
  char* ret = strstr(arr1, arr2);
  if (ret == NULL)
  {
    return 0;
  }
  else
  {
    return 1;
  }
}
int main()
{
  char arr1[20] = "ABCDEF";
  char arr2[] = "CDEFAB";
  int ret = is_left_move(arr1, arr2);
  if (ret == 1)
  {
    printf("Yes\n");
  }
  else
  {
    printf("No\n");
  }
  return 0;
}


总结:左旋是首先前k个逆序,然后后n-k个逆序,最后整体逆序;右旋是首先前n-k个逆序,然后后k个逆序,最后整体逆序以上就是本篇博客的全部内容了,如果大家觉得有收获的话,可以给个三连支持一下!谢谢大家啦!


结语


 每个优秀的人都有一段沉默的时光,那段时光是付出了很多努力却得不到结果的日子,我们把它叫做扎根。


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