【C语言练习】字符串旋转你会嘛?

简介: 【C语言练习】字符串旋转你会嘛?

🍬题目描述:

实现一个函数,可以左旋字符串中的k个字符。例如:

  • ABCD左旋一个字符得到BCDA
  • ABCD左旋两个字符得到CDAB

🍭思路一:

要左旋 k 个字符,我们首先应该考虑左旋 1 11 个字符怎么做。左旋一个字符分为以下的三步:

取出字符串中最左边的一个字符

将字符串中剩下的字符按从左到右的顺序依次左移一位

把第一步取出来的字符放到第二步结束得到的字符串的末尾

 知道左旋 1 11 个字符的做法,那左旋 k 个字符就只需要把上面的步骤重复执行 k 次就可以。分析的差不多了,接下来上代码:

void left_move(char arr[], int k)//k为左旋次数
{
  int len = strlen(arr);//计算字符串的长度
  int i = 0;
  for (i = 0; i < k; i++)//循环执行k次
  {
    //1:取出字符串中最左边的一个字符
    char tmp = arr[0];
    //2:将字符串中剩下的字符按从左到右的顺序依次左移一位
    int j = 0;
    for (j = 0; j < len - 1; j++)//除了第一个字符,还剩len-1个字符
    {
      arr[j] = arr[j + 1];
    }
    //3:把第一步取出来的字符放到第二步结束得到的字符串的末尾
    arr[len - 1] = tmp;
  }
}
int main()
{
  char arr[] = "ABCDE" ;
  left_move(arr, 2);
  printf("%s\n", arr);
  return 0;
}

🍡代码优化:

上面的代码已经可以满足题目的要求,但是还可以进行优化。上面的字符串一共只有 5 55 个字符串,如果我们要左旋 7 77 个字符,那其实就相当于左旋 2 22 个字符。如果就按照上面的代码,那左旋 7 77 个字符可是要比左旋 2 22 个字符多浪贵一些时间,但它们两个最终得到的结果却是一样的,有没有什么办法能够把左旋 7 77 个字符变成左旋 2 22 个字符呢?答案是有的。这里问题的关键出在循环次数 k 的身上,当左旋 7 77 个字符时,只要让 k=2 就可以。因此我们可以在进入 for 循环之前加入下面这句代码: k%=len;。这样一来就可以大大优化代码的运行时间。分析的差不了,接下来上代码:

void left_move(char arr[], int k)//k为左旋次数
{
  int len = strlen(arr);//计算字符串的长度
  k %= len;//重中之重
  int i = 0;
  for (i = 0; i < k; i++)
  {
    //1:取出字符串中最左边的一个字符
    char tmp = arr[0];
    //2:将字符串中剩下的字符按从左到右的顺序依次左移一位
    int j = 0;
    for (j = 0; j < len - 1; j++)//出了第一个字符,还剩len-1个字符
    {
      arr[j] = arr[j + 1];
    }
    //3:把第一步取出来的字符放到第二步结束得到的字符串的末尾
    arr[len - 1] = tmp;
  }
}
int main()
{
  char arr[] = "ABCDE" ;
  left_move(arr, 7);
  printf("%s\n", arr);
  return 0;
}

 虽然优化后的代码,在某些情况下运行时间会有所下降,但整体来看,这种方法还是存在大量的字符移动,效率还是比较低的,接下来介绍一种更加高效的方法。

🍭思路二:

 思路二只需要对字符串进行三次逆序就可以。

  • 先逆序左边的 k 个字符
  • 再逆序剩下的 len-k 个字符
  • 最后逆序整个字符串

 以上动图就是左旋两个字符的过程。分析的差不多了,接下来上代码:

void reverse(char* left, char* right)//逆序函数,只要知道待逆序字符串中第一个字符的地址和最后一个地址就可以
{
  assert(left && right);//判断指针的有效性
  while (left < right)
  {
    char tmp = *left;
    *left = *right;
    *right = tmp;
    left++;
    right--;
  }
}
void left_move(char arr[], int k)
{
  int len = strlen(arr);
  k %= len;
  //1:先逆序左边的 `k` 个字符
  reverse(arr, arr + k - 1);
  //2:再逆序剩下的 `len-k` 个字符
  reverse(arr + k, arr + len - 1);
  //3:最后逆序整个字符串
  reverse(arr, arr + len - 1);
}
int main()
{
  char arr[] = "ABCDE";
  left_move(arr, 7);
  printf("%s\n", arr);
  return 0;
}

 本题到这里就结束了,在本题的基础上还衍生出来了下面这道题,还请各位看官继续往下看。

🍬题目描述:

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。

🍭思路一:

我们首先判断两个字符串的长度是否相等,如果长度不相等,那必不可能通过旋转一个字符串而得到另一个字符串。如果对于两个字符串 s1 和 s2 ,它们的长度相等,那只需要取其中的一个字符串每次旋转一个字符,然后与另一个字符串比较,看是否相等,此时就可以用到上面的字符串左旋函数了。分析的差不多了,接下来上代码:

void reverse(char* left, char* right)//逆序函数,只要知道待逆序字符串中第一个字符的地址和最后一个地址就可以
{
  assert(left && right);//判断指针的有效性
  while (left < right)
  {
    char tmp = *left;
    *left = *right;
    *right = tmp;
    left++;
    right--;
  }
}
void left_move(char arr[], int k)
{
  int len = strlen(arr);
  k %= len;
  //1:先逆序左边的 `k` 个字符
  reverse(arr, arr + k - 1);
  //2:再逆序剩下的 `len-k` 个字符
  reverse(arr + k, arr + len - 1);
  //3:最后逆序整个字符串
  reverse(arr, arr + len - 1);
}
int is_left_move(char* s1, char* s2)
{
  //先判断两个字符串的长度是否相等
  int len1 = strlen(s1);
  int len2 = strlen(s2);
  if (len1 != len2)//如果长度不相等就直接返回0
  {
    return 0;
  }
  int i = 0;
  for (i = 0; i < len1; i++)//对s1旋转,然后与s2比较
  {
    left_move(s1, 1);//每次旋转一个字符
    if (strcmp(s1, s2) == 0)
    {
      return 1;
    }
  }
  return 0;//代码执行到这里说明s1旋转了一轮和s2都不相等
}
int main()
{
  char s1[] = "AABCD";
  char s2[] = "BCDAA";
  int ret = is_left_move(s1, s2);
  if (ret == 1)
  {
    printf("YES\n");
  }
  else
  {
    printf("NO\n");
  }
  return 0;
}

 上面的代码可以实现题目的要求,但是这种方法比较依赖字符串旋转函数,接下来介绍一种更加巧妙地方法。

🍭思路二:

 在字符串 s1 的后面追加上 s1 ,得到一个新的字符串 s3 ,看 s2 是不是 s3 的一个字串,如果是,那说明 s1 可以通过旋转得到 s2 ,如果不是,那说明无法通过旋转 s1 得到 s2 。

 接下来上代码:

int is_left_move(char* s1, char* s2)
{
  int len1 = strlen(s1);
  int len2 = strlen(s2);
  if (len1 != len2)//如果两个字符串的长度不相等就直接返回0
  {
    return 0;
  }
  char* s3 = strncat(s1, s1, len1);//strncat是字符串追加函数
  if (strstr(s3, s2) != NULL)//strstr是子串查找函数
  {
    return 1;//如果s2是s3的一个子串,说明可以通过旋转s1得到s2,就返回1
  }
  return 0;//如果代码执行到这里,说明s2不是s3的一个子串,说明不能通过旋转s1得到s2,就返回0
}
int main()
{
  char s1[20] = "AABCDF";
  char s2[] = "BCDFAA";
  int ret = is_left_move(s1, s2);
  if (ret == 1)
  {
    printf("YES\n");
  }
  else
  {
    printf("NO\n");
  }
  return 0;
}

🎶结语:

 今天首先介绍了两种旋转字符串的方法,思路一是比较常规的方法,思路二就比较巧妙,通过三次逆序就实现了字符串旋转,大大提高了效率。紧接着,在字符串旋转的基础上又介绍了:一个字符串能否通过另一个字符串旋转得到的问题,利用字符串自身追加结合查找子串巧妙地解决了这一问题。

 今天的分享到这里就结束啦,以上的内容如果对你有帮助的话,可以动动小手点赞、评论、收藏,你的支持就是我前进路上最大的动力!


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