字符串逆序的算法汇总
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。
view sourceprint?01 char *Reverse(char *s)
02 {
03 //将q指向字符串最后一个字符
04 char *q = s ;
05 while(*q++)
06 ;
07 q -= 2 ;
08
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 ;
12
13 // 逆序存储
14 while(q >= s)
15 *p++ = *q-- ;
16 *p = '\0' ;
17
18 return r ;
19 }
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。
view sourceprint?01 char *Reverse(char *s)
02 {
03 // p指向字符串头部
04 char *p = s ;
05
06 // q指向字符串尾部
07 char *q = s ;
08 while(*q)
09 ++q ;
10 q -- ;
11
12 // 交换并移动指针,直到p和q交叉
13 while(q > p)
14 {
15 char t = *p ;
16 *p++ = *q ;
17 *q-- = t ;
18 }
19
20 return s ;
21 }
用递归的方式,需要给定逆序的区间,调用方法:Reverse(s, 0, strlen(s)) ;
view sourceprint?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 )
03 {
04 if(left >= right)
05 return s ;
06
07 char t = s[left] ;
08 s[left] = s[right] ;
09 s[right] = t ;
10
11 Reverse(s, left + 1, right - 1) ;
12 }
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。
view sourceprint?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 )
03 {
04 while( left < right )
05 {
06 char t = s[left] ;
07 s[left++] = s[right] ;
08 s[right--] = t ;
09 }
10
11 return s ;
12 }
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:
view sourceprint?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)
03 {
04 char* r = s ;
05
06 // 令p指向结束符
07 char* p = s;
08 while (*p != '\0')
09 ++p ;
10
11 // 令q指向字符串最后一个字符
12 char* q = p - 1;
13
14 // 使用p作为交换空间逐个交换字符
15 while (q > s)
16 {
17 *p = *q ;
18 *q-- = *s ;
19 *s++ = *p ;
20 }
21
22 *p = '\0' ; // 恢复结束符
23
24 return r ;
25 }
使用异或操作
view sourceprint?01 // 使用异或操作对字符串s进行逆序
02 char* Reverse(char* s)
03 {
04 char* r = s ;
05
06 //令p指向字符串最后一个字符
07 char* p = s;
08 while (*(p + 1) != '\0')
09 ++p ;
10
11 // 使用异或操作进行交换
12 while (p > s)
13 {
14 *p = *p ^ *s ;
15 *s = *p ^ *s ;
16 *p = *p-- ^ *s++ ;
17 }
18
19 return r ;
20 }
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。
view sourceprint?01 // 对指针p和q之间的所有字符逆序
02 void ReverseWord(char* p, char* q)
03 {
04 while(p < q)
05 {
06 char t = *p ;
07 *p++ = *q ;
08 *q-- = t ;
09 }
10 }
11
12 // 将句子按单词逆序
13 char* ReverseSentence(char *s)
14 {
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'
18
19 while(*q != '\0')
20 {
21 if (*q == ' ')
22 {
23 ReverseWord(p, q - 1) ;
24 q++ ; // 指向下一个单词首字符
25 p = q ;
26 }
27 else
28 q++ ;
29 }
30
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
33
34 return s ;
35 }
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。
view sourceprint?1 void ReversePrint(const char* s)
2 {
3 int len = strlen(s) ;
4 for (int i = len - 1; i >= 0; --i)
5 cout << s[i];
6 }
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'。
view sourceprint?01 void ReversePrint(const char* s)
02 {
03 const char* p = s ;
04
05 while (*p)
06 *p++ ;
07
08 --p ; //while结束时,p指向'\0',这里让p指向最后一个字符
09
10 while (p >= s)
11 {
12 cout << *p ;
13 --p ;
14 }
15 }
对于上面第二种方法,也可以使用递归的方式完成。
view sourceprint?1 void ReversePrint(const char* s)
2 {
3 if(*(s + 1) != '\0')
4 ReversePrint(s + 1) ;
5 cout << *s ;
6 }
== THE END==
Happy coding!