[日常] 算法-旋转字符串-三步翻转法

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)。

分析与解法

解法二：三步反转法

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：

首先将原字符串分为两个部分，即X:abc，Y:def；
将X反转，X->X^T，即得：abc->cba；将Y反转，Y->Y^T，即得：def->fed。
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。

c语言版:

#include <stdio.h>
#include <string.h>
void ReverseString(char* s,int from,int to) 
{
    while (from < to) 
    {   
        char t = s[from];
        s[from++] = s[to];
        s[to--] = t;
    }   
}
void LeftRotateString(char* s,int n,int m)
{
    m %= n;               //若要左移动大于n位，那么和%n 是等价的
    ReverseString(s, 0, m - 1); //反转[0..m - 1]，套用到上面举的例子中，就是X->X^T，即 abc->cba
    ReverseString(s, m, n - 1); //反转[m..n - 1]，例如Y->Y^T，即 def->fed
    ReverseString(s, 0, n - 1); //反转[0..n - 1]，即如整个反转，(X^TY^T)^T=YX，即 cbafed->defabc。
}
int main(){
 
        char a[]="hello world";
        LeftRotateString(a,strlen(a),2);
        printf("%s\n",a);
}

go语言版:

package main
import(
        "fmt"
)
func ReverseString(s []byte,from int,to int){
        for{
                t:=s[from]
                s[from]=s[to]
                s[to]=t
                from++
                to--
                if from>to{
                        break
                }
 
        }
}
func LeftRotateString(s []byte,n int,m int){
        m%=n
        ReverseString(s,0,m-1)
        ReverseString(s,m,n-1)
        ReverseString(s,0,n-1)
}
 
func main(){
 
        a:=[]byte("hello world")
        LeftRotateString(a,len(a),2)
        fmt.Println(string(a))
 
}

php版:

<?php
function ReverseString(&$str,$from,$to){
        while($from<$to){
                $t=$str[$from];
                $str[$from++]=$str[$to];
                $str[$to--]=$t;
        }   
}
function LeftRotateString(&$str,$n,$m){
        $m%=$n;//如果转换前几个字符的长度比字符串长度大
        ReverseString($str,0,$m-1);
        ReverseString($str,$m,$n-1);
        ReverseString($str,0,$n-1);
}
$a="hello world";
LeftRotateString($a,strlen($a),2);
echo $a."\n";