字符串逆序的算法汇总

来源：互联网发布：windows桌面经典壁纸编辑：程序博客网时间：2024/06/05 10:28

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。

01char *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。

01char *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
02char *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
02char *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：

01// 使用字符串结束符'\0'所在的位置作为交换空间
02char* 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

01// 使用异或操作对字符串s进行逆序
02char* 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。

01// 对指针p和q之间的所有字符逆序
02void 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
13char* 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。

1void 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'。

01void 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。

1void ReversePrint(const char* s)
2{
3if(*(s + 1) != '\0')
4ReversePrint(s + 1) ;
5cout << *s ;
6}

== THE END==

Happy coding!

原文转自：http://www.nowamagic.net/algorithm/algorithm_StringReverse.php