字符串旋转 不同解法

本博主被问到一个这样的问题：

给定一个字符串”abcdefg”，要求把字符串前面的若干个字符，比如3个字符，即”abc”移动到字符串的末尾，最后的字符串变为”defgabc”。

解法一

玩数据的同学习惯用python，如果用python的话，这个问题自然没有太多技术含量，分分钟搞定的节奏。因为python处理各种字符串的方便程度，实在是令你想不到用其他方式去解决。

def invert_str(n):
raw_str = "abcdefg"
ret_str = raw_str[n:] + raw_str[0:n]
print "ret_str is: " + ret_str

invert_str(3)

结果为：

ret_str is: defgabc

利用python里的字符串切片，确实实现起来很简单。但是如果是作为一个算法题考察的话，这种代码显然是不符合要求的。so，从时间复杂度与空间复杂度的角度再考虑这个问题。

解法二 空间复杂度小

如果要求空间复杂度比较小，可以用下面的解法。每次将需要移动的字符一个一个移动到字符串的尾部，so code如下

def leftShitMethod(list_str,n):
tmp = list_str[0]
#注意是从1开始，而不是0
for i in xrange(1,n):
list_str[i-1] = list_str[i]
list_str[n-1] = tmp

def violenceMethod(m):
raw_str = "abcdefg"
list_str = list(raw_str)
length = len(list_str)
while m:
leftShitMethod(list_str, length)
m -= 1
ret_str = "".join(list_str)
print "now ret_str is: ",ret_str

violenceMethod(3)

代码运行结果

now ret_str is:  defgabc

leftShitMethod方法是每次将第一个字符移到字符串最后，每次移动的的复杂度为O(n)。移动m个字符的话，总复杂度为O(n*m)。空间复杂度为O(1)，只开辟了一个tmp单元存储第一个字符。

有没有时间复杂度更低的方法勒

3.时间复杂度更低的方式

如果我们将一个字符串分成X与Y两部分 ，做如下定义:

假设X="abc"，XT="bca"，则

(XTYT)T=YX

看到这个式子同学们想到了什么，对嘛，跟矩阵的转置是一样一样的嘛。

例如，源字符串为”abcdefg”，将”abc”移到末尾

则X="abc",Y=defg, XT="cba",YT=gfed,XTYT=defgabc

原理解释到此，接下来看代码

def swap_char(list_str,begin,end):
while begin < end:
list_str[begin],list_str[end] = list_str[end],list_str[begin]
begin += 1
end -= 1

def invert_str_recursive(n):
raw_str = "abcdefg"
list_str = list(raw_str)
length = len(raw_str)
swap_char(list_str,0,n-1) #反转前面的部分
swap_char(list_str,n,length-1) #反转后面的部分
swap_char(list_str,0,length-1) #反转整个部分
ret_str = "".join(list_str)
print "ret_str is: ",ret_str

invert_str_recursive(3)

代码运行结果

ret_str is:  defgabc

可以看出，此方法的时间复杂度为O(n)，空间复杂度为O(1)!

4.变形一

编写程序，在原字符串中把字符串尾部的m个字符移动到字符串的头部。例如：

输入为”Ilovecoding”,将尾部6个字符移到前面，则输出为”codingIlove”

def swap_char(list_str,begin,end):
while begin < end:
list_str[begin],list_str[end] = list_str[end],list_str[begin]
begin += 1
end -= 1

def invert_back(n):
raw_str = "Ilovecoding"
list_str = list(raw_str)
length = len(list_str)
swap_char(list_str,0,length-n-1)
swap_char(list_str,length-n,length - 1)
swap_char(list_str,0,length-1)
ret_str = "".join(list_str)
print "ret_str is: ",ret_str

invert_back(6)

运行结果

ret_str is:  codingIlove

5.变形2

题目：输入一个英文句子，翻转句子中单词的顺序，但单词内字符的顺序不变。句子中单词以空格符隔开。为简单起见，标点符号和普通字母一样处理。

例如：输入”I’m like coding.”，输出”coding. like I’m”

def swap_char(list_str,begin,end):
while begin < end:
list_str[begin],list_str[end] = list_str[end],list_str[begin]
begin += 1
end -= 1

def invert_word():
raw_sentence = "I'm like coding."
list_str = list(raw_sentence)
swap_char(list_str,0,len(raw_sentence)-1)

tmp_each_word = []
ret = ""

for i in xrange(len(list_str)):
if list_str[i] != " ":
tmp_each_word.append(list_str[i])
else:
swap_char(tmp_each_word,0,len(tmp_each_word)-1)
ret += "".join(tmp_each_word)
ret += " "
tmp_each_word = []
#处理最后一个单词
if i == len(list_str)-1:
swap_char(tmp_each_word,0,len(tmp_each_word)-1)
ret += "".join(tmp_each_word)

print "ret is: ",ret

结果

ret is:  coding. like I'm

我们先颠倒句子中的所有字符。这时，不但翻转了句子中单词的顺序，而且单词内字符也被翻转了。我们再颠倒每个单词内的字符。由于单词内的字符被翻转两次，因此顺序仍然和输入时的顺序保持一致。