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字符串循环移位

2024-07-29 14:00:21   220人阅读

把字符串移动n位。可以一个一个移动，这样的话，要移动n次，每次移动len个。算法时间复杂度为O(n*len)。
也可以开辟一个新的内存，把移动的最终位置计算出来，直接放到那里即可，这样时间负责度为O(1),空间复杂度为O(len)。
除此之外，还有时间负责度为O(1),空间负责度也为O(1)的算法。

第一种方法为把右边的向左移，每次移动n位。一直到末尾，再把末尾的反转好

//字符串左移n位
void shift(std::string &str, int n)
{
	int len = str.length();
	if (len <= 0) return;
	n = n%len;

	int start = 0;//交换起始位置
	int end = n;//后面交换的起始位置
	int mark = end;//记录这个位置
	while (true)
	{
		while (start != mark&&end < len)
		{
			char temp = str[start];
			str[start] = str[end];
			str[end] = temp;
			++start;
			++end;
			//std::cout << str << std::endl;
		}
		if (start == mark)
		{
			if (end >= len)
				return;
			else
				mark = end;//更新mark
		}
		else if (end >= len)
			end = mark;
	}

}

第二种方法是，先把前n个字符串反转，再把后面的反转。最后再把整个字符串反转

//反转[start end]之间字符串
void inversion(std::string& str, int start, int end)
{
	char temp;
	while (start<end)
	{
		temp = str[start];
		str[start] = str[end];
		str[end] = temp;
		++start;
		--end;
	}
}

void shift1(std::string& str, int n)
{
	int len = str.length();
	if (len <= 0) return;
	n = n%len;
	inversion(str, 0, n - 1);//反转前n半部分
	inversion(str, n, len - 1);//反转后半部分
	inversion(str, 0, len - 1);//整体反转
}


第三种方法，一次性移动到位
上面的移位都需要多次移位，有没有一种方法，一次性让移动的字符串到位。
看一下abcdefgh,左移3。我们可以一次计算出所有字符串最终的位置，移位即可。
把a保存起来，d移到a,g移到d，b移到g,e移到b,h移到e,c移到h，f移到c，a移到f，结束。
如果左移4呢，会出现死循环。这个与字符串长度和移位位数有关，要移动两者的最大公约数次数。

//计算公约数
int gcd(int max, int min)
{
	if (min == 0)
		return max;
	return gcd(min, max%min);
}
void shift2(std::string& str, int n)
{
	int len = str.length();
	if (len <= 0) return;
	n = n%len;
	int GCD = gcd(len, n);
	int loop = len / GCD;

	for (int i = 0; i < GCD; ++i)//循环最大公约数次
	{
		char temp = str[i];
		int j;
		for (j = 0; j < loop - 1; ++j)//每次循环换loop个。
		{
			str[(i + j*n) % len] = str[(i + j*n + n) %len ];
		}
		str[(i + j*n) % len] = temp;
	}
}

测试：

int main()
{
	std::string str = "abcde";
	shift(str, 3);
	std::cout << str << std::endl;
	shift1(str, 3);
	std::cout << str << std::endl;
	shift2(str, 3);
	std::cout << str << std::endl;
	return 0;
}


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