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程序员面试题精选100题(21)-左旋转字符串[算法]  

2007-04-09 09:37:25|  分类: 字符串 |  标签: |举报 |字号 订阅

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题目:定义字符串的左旋转操作:把字符串前面的若干个字符移动到字符串的尾部。如把字符串abcdef左旋转2位得到字符串cdefab。请实现字符串左旋转的函数。要求时间对长度为n的字符串操作的复杂度为O(n),辅助内存为O(1)

分析:如果不考虑时间和空间复杂度的限制,最简单的方法莫过于把这道题看成是把字符串分成前后两部分,通过旋转操作把这两个部分交换位置。于是我们可以新开辟一块长度为n+1的辅助空间,把原字符串后半部分拷贝到新空间的前半部分,在把原字符串的前半部分拷贝到新空间的后半部分。不难看出,这种思路的时间复杂度是O(n),需要的辅助空间也是O(n)

接下来的一种思路可能要稍微麻烦一点。我们假设把字符串左旋转m位。于是我们先把第0个字符保存起来,把第m个字符放到第0个的位置,在把第2m个字符放到第m个的位置依次类推,一直移动到最后一个可以移动字符,最后在把原来的第0个字符放到刚才移动的位置上。接着把第1个字符保存起来,把第m+1个元素移动到第1个位置重复前面处理第0个字符的步骤,直到处理完前面的m个字符。

该思路还是比较容易理解,但当字符串的长度n不是m的整数倍的时候,写程序会有些麻烦,感兴趣的朋友可以自己试一下。由于下面还要介绍更好的方法,这种思路的代码我就不提供了。

我们还是把字符串看成有两段组成的,记位XY。左旋转相当于要把字符串XY变成YX。我们先在字符串上定义一种翻转的操作,就是翻转字符串中字符的先后顺序。把X翻转后记为XT。显然有(XT)T=X

我们首先对XY两段分别进行翻转操作,这样就能得到XTYT。接着再对XTYT进行翻转操作,得到(XTYT)T=(YT)T(XT)T=YX。正好是我们期待的结果。

分析到这里我们再回到原来的题目。我们要做的仅仅是把字符串分成两段,第一段为前面m个字符,其余的字符分到第二段。再定义一个翻转字符串的函数,按照前面的步骤翻转三次就行了。时间复杂度和空间复杂度都合乎要求。

参考代码如下:

#include "string.h"

///////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Move the first n chars in a string to its end
///////////////////////////////////////////////////////////////////////
char* LeftRotateString(char* pStr, unsigned int n)
{
      if(pStr != NULL)
      {
            int nLength = static_cast<int>(strlen(pStr));
            if(nLength > 0 && n > 0 && n < nLength)
            {
                  char* pFirstStart = pStr;
                  char* pFirstEnd = pStr + n - 1;
                  char* pSecondStart = pStr + n;
                  char* pSecondEnd = pStr + nLength - 1;

                  // reverse the first part of the string
                  ReverseString(pFirstStart, pFirstEnd);
                  // reverse the second part of the strint
                  ReverseString(pSecondStart, pSecondEnd);
                  // reverse the whole string
                  ReverseString(pFirstStart, pSecondEnd);
            }
      }

      return pStr;
}

///////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Reverse the string between pStart and pEnd
///////////////////////////////////////////////////////////////////////
void ReverseString(char* pStart, char* pEnd)
{
      if(pStart != NULL && pEnd != NULL)
      {
            while(pStart <= pEnd)
            {
                  char temp = *pStart;
                  *pStart = *pEnd;
                  *pEnd = temp;

                  pStart ++;
                  pEnd --;
            }
      }
}

本文已经收录到《剑指Offer——名企面试官精讲典型编程题》一书中,有改动,书中的分析讲解更加详细,讨论了本题和“翻转句子中的单词”的联系,达到举一反三的目的。欢迎关注。

本题已被九度Online Judge系统收录,欢迎读者移步到http://ac.jobdu.com/hhtproblems.php在线测试自己的代码。

博主何海涛对本博客文章享有版权。网络转载请注明出处http://zhedahht.blog.163.com/。整理出版物请和作者联系。

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