旋转字符串详解程序员

题目描述

给定一个字符串，要求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”前面的2个字符’a’和’b’移动到字符串的尾部，使得原字符串变成字符串“cdefab”。请写一个函数完成此功能，要求对长度为n的字符串操作的时间复杂度为 O(n)，空间复杂度为 O(1)。

第一种方法：暴力移位法

初看此题，可能最先想到的方法是按照题目所要求的，把需要移动的字符一个一个地移动到字符串的尾部，如此我们可以实现一个函数 LeftShiftOne(char* s, int n)  ，以完成移动一个字符到字符串尾部的功能，代码如下所示：

#include<stdio.h> #include<stdlib.h>  void LeftShiftOne(char *s,int n){    	char t = s[0]; 	for(int i = 1;i<n;i++){ 		s[i-1]=s[i]; 	} 	s[n-1] = t; }  void LeftShiftString(char *s,int n,int m){ 	while(m--){ 		LeftShiftOne(s,n); 	} }  int main(){ 	char s[]="abcdef"; 	LeftShiftString(s,6,2); 	printf("%s",s); 	system("pause"); }

下面，我们来分析一下这种方法的时间复杂度和空间复杂度。

针对长度为n的字符串来说，假设需要移动m个字符到字符串的尾部，那么总共需要 m*n 次操作，同时设立一个变量保存第一个字符，如此，时间复杂度为O(m * n)，空间复杂度为O(1)，空间复杂度符合题目要求，但时间复杂度不符合，所以，我们得需要寻找其他更好的办法来降低时间复杂度。

第二种方法：三次翻转

对于这个问题，换一个角度思考一下。

将一个字符串分成X和Y两个部分，在每部分字符串上定义反转操作，如X^T，即把X的所有字符反转（如，X="abc"，那么X^T="cba"），那么就得到下面的结论：(X^TY^T)^T=YX，显然就解决了字符串的反转问题。

例如，字符串 abcdef ，若要让def翻转到abc的前头，只要按照下述3个步骤操作即可：

1. 首先将原字符串分为两个部分，即X:abc，Y:def；
2. 将X反转，X->X^T，即得：abc->cba；将Y反转，Y->Y^T，即得：def->fed。
3. 反转上述步骤得到的结果字符串X^TY^T，即反转字符串cbafed的两部分（cba和fed）给予反转，cbafed得到defabc，形式化表示为(X^TY^T)^T=YX，这就实现了整个反转。

#include<stdio.h> #include<stdlib.h>  void ReverseString(char *s,int from,int to){    //从from到to反转 	int t; 	while(from < to){ 		t=s[from]; 		s[from++]=s[to]; 		s[to--]=t; 	} }  void LeftRatateString(char *s,int n,int m){ 	m %= n;                      //如果移位长度大于字符串长度则与求余位数相同 	ReverseString(s,0,m-1); 	ReverseString(s,m,n-1); 	ReverseString(s,0,n-1); }  int main(){ 	char s[]="abcdef"; 	LeftRatateString(s,6,2); 	printf("%s",s); 	system("pause"); } 

结果为：cdefab请按任意键继续. . .