字符串旋转不同解法

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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_strinvert_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0for i in xrange(1,n):list_str[i-1] = list_str[i]list_str[n-1] = tmpdef violenceMethod(m):raw_str = "abcdefg"list_str = list(raw_str)length = len(list_str)while m:leftShitMethod(list_str, length)m -= 1ret_str = "".join(list_str)print "now ret_str is: ",ret_strviolenceMethod(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XXX与YYY两部分，做如下定义:
假设X="abc"X="abc"X="abc"，XT="bca"X^T = "bca"XT="bca"，则
(XTYT)T=YX(X^TY^T)^T=YX(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"X="abc"X="abc",Y=defgY=defgY=defg, XT="cba"X^T="cba"XT="cba",YT=gfedY^T=gfedYT=gfed,XTYT=defgabcX^TY^T=defgabcXTYT=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 += 1end -= 1def 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_strinvert_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 += 1end -= 1def 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_strinvert_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 += 1end -= 1def 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。