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字符串逆序的算法汇总

2013-09-24 20:52 169 查看

很早就准备写一个字符串系列的面试题，本来已经写好了，大概有十几道题，但是写完才发现，文章好长，连我自己都没有耐心读下去了，索性就将其拆分成几个系列，一来分开后篇幅变小，看起来比较方便。二来也更有针对性，便于精雕细作。比如这篇，在原来的文章中只占很小的篇幅，但是独立出来才发现，东西也不少。既然是第一篇，就来个最最简单的字符串逆序吧。

字符串逆序可以说是最经常考的题目。这是一道入门级的题目，相信80%的程序员经历过这道题。给定一个字符串s，将s中的字符顺序颠倒过来，比如s="abcd"，逆序后变成s="dcba"。

普通逆序

基本上没有这么考的，放在这里主要是为了和后面的原地逆序做个对比。很简单，直接分配一个与原字符串等长的字符数组，然后反向拷贝一下即可。

01	char Reverse( char s)

03	//将q指向字符串最后一个字符

04	char *q = s ;

05	while (*q++)

q
-= 2 ;

09	//分配空间，存储逆序后的字符串。

10	char p = new char [ sizeof ( char ) (q - s +2)] ;

11	char *r = p ;

//
逆序存储

14	while (q >= s)

15	p++ = q-- ;

16	*p = '\0' ;

18	return r ;

原地逆序

英文叫做in-place reverse。这是最常考的，原地逆序意味着不允额外分配空间，主要有以下几种方法，思想都差不多，就是将字符串两边的字符逐个交换，如下图。给定字符串"abcdef"，逆序的过程分别是交换字符a和f，交换字符b和e，交换字符c和d。

设置两个指针，分别指向字符串的头部和尾部，然后交换两个指针所指的字符，并向中间移动指针直到交叉。

01	char Reverse( char s)

03	// p指向字符串头部

04	char *p =s ;

06	// q指向字符串尾部

07	char *q = s ;

08	while (*q)

++q
;

q
-- ;

12	// 交换并移动指针，直到p和q交叉

13	while (q >p)

15	char t = *p ;

16	p++ = q ;

17	*q-- = t ;

20	return s ;

用递归的方式，需要给定逆序的区间，调用方法:Reverse(s, 0, strlen(s)) ;

01	// 对字符串s在区间left和right之间进行逆序，递归法

02	char Reverse( char s, int left, int right )

04	if (left >= right)

05	return s ;

07	char t = s[left] ;

08	s[left] = s[right] ;

09	s[right] = t ;

11	Reverse(s, left +1, right - 1) ;

非递归法，同样指定逆序区间，和方法一没有本质区别，一个使用指针，一个使用下标。

01	// 对字符串str在区间left和right之间进行逆序

02	char Reverse( char s, int left, int right )

04	while ( left <right )

06	char t = s[left] ;

07	s[left++] = s[right] ;

08	s[right--] = t ;

11	return s ;

不允许临时变量的原地逆序

上面的原地逆序虽然没有额外分配空间，但还是使用了临时变量，严格的说也算是额外的空间吧，如果再严格一点，连临时变量也不允许的话，主要有下面两种方法。一是异或操作，因为异或操作可以交换两个变量而无需借助第三个变量，二是使用字符串的结束符'\0'所在的位置作为交换空间，这样有个局限，就是只适合以'\0'结尾的字符串，对于不支持这种字符串格式的语言，就不能使用了。

使用字符串结束符'\0'所在的位置作为交换空间：

01	// 使用字符串结束符'\0'所在的位置作为交换空间

02	char * Reverse( char * s)

04	char * r = s ;

06	// 令p指向结束符

07	char * p = s;

08	while (*p != '\0' )

++p
;

11	// 令q指向字符串最后一个字符

12	char * q = p - 1;

14	// 使用p作为交换空间逐个交换字符

15	while (q >s)

*p
=*q ;

18	q-- = s ;

19	s++ = p ;

22	*p = '\0' ; // 恢复结束符

24	return r ;

使用异或操作

01	// 使用异或操作对字符串s进行逆序

02	char * Reverse( char * s)

04	char * r = s ;

06	//令p指向字符串最后一个字符

07	char * p = s;

08	while (*(p +1) != '\0' )

++p
;

11	// 使用异或操作进行交换

12	while (p >s)

14	p =p ^ *s ;

15	s = p ^ *s ;

16	p =p-- ^ *s++;

19	return r ;

按单词逆序

给定一个字符串，按单词将该字符串逆序，比如给定"This is a sentence"，则输出是"sentence a is This"，为了简化问题，字符串中不包含标点符号。分两步：

先按单词逆序得到"sihT si a ecnetnes"
再整个句子逆序得到"sentence a is This"

对于步骤一，关键是如何确定单词，这里以空格为单词的分界。当找到一个单词后，就可以使用上面讲过的方法将这个单词进行逆序，当所有的单词都逆序以后，将整个句子看做一个整体（即一个大的包含空格的单词）再逆序一次即可，如下图所示，第一行是原始字符换，第二行是按单词逆序后的字符串，最后一行是按整个句子逆序后的字符串。

01	// 对指针p和q之间的所有字符逆序

02	void ReverseWord( char * p, char * q)

04	while (p <q)

06	char t = *p ;

07	p++ = q ;

08	*q-- = t ;

12	// 将句子按单词逆序

13	char * ReverseSentence( char *s)

15	// 这两个指针用来确定一个单词的首尾边界

16	char *p =s ; // 指向单词的首字符

17	char *q = s ; // 指向空格或者 '\0'

19	while (*q != '\0' )

21	if (*q == ' ' )

23	ReverseWord(p, q - 1) ;

24	q++ ; // 指向下一个单词首字符

p
= q ;

else

q++
;

31	ReverseWord(p, q - 1) ; // 对最后一个单词逆序

32	ReverseWord(s, q - 1) ; // 对整个句子逆序

34	return s ;

逆序打印

还有一类题目是要求逆序输出，而不要求真正的逆序存储。这题很简单，有下面几种方法，有的方法效率不高，这里仅是提供一个思路而已。先求出字符串长度，然后反向遍历即可。

1	void ReversePrint( const char * s)

3	int len = strlen (s) ;

4	for ( int i = len - 1;i >= 0;--i)

5	cout <<s[i];

如果不想求字符串的长度，可以先遍历到末尾，然后在遍历回来，这要借助字符串的结束符'\0'。

01	void ReversePrint( const char * s)

03	const char * p = s ;

05	while (*p)

*p++
;

08	--p ; //while结束时，p指向'\0'，这里让p指向最后一个字符

10	while (p >= s)

12	cout <<*p ;

--p
;

对于上面第二种方法，也可以使用递归的方式完成。

1	void ReversePrint( const char * s)

3	if (*(s +1) != '\0' )

4	ReversePrint(s +1) ;

5	cout <<*s ;

== THE END==

Happy coding!

原文转自：http://www.nowamagic.net/algorithm/algorithm_StringReverse.php

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