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  • 算法系列：字符串逆序

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    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

    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。

    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 = '' ;
    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。

    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)) ;

    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。

    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''所在的位置作为交换空间，这样有个局限，就是只适合以''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''所在的位置作为交换空间：

    01 // 使用字符串结束符''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 != '')
    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 = '' ; // 恢复结束符
    23  
    24     return r ;
    25 }

    使用异或操作

    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) != '')
    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：

    1. 先按单词逆序得到"sihT si a ecnetnes"
    2. 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。

    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 ''
    18  
    19     while(*q != '')
    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。

    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''。

    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''，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。

    1 void ReversePrint(const char* s)
    2 {
    3 if(*(s + 1) != '')
    4 ReversePrint(s + 1) ;
    5 cout << *s ;
    6 }

     

     
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