字符串移位包含的問題

問題：給定兩個字符串s1和s2，要求判斷s2是否能夠被通過s1做循環移位（rotate）得到的字符串包含。例如，S1=AABCD和s2=CDAA，返回true；給定s1=ABCD和s2=ACBD，返回false。

解法一：從題目中可以看出，我們可以使用最直接的方法對S1進行循環移動，再進行字符串包含的判斷，從而遍歷其所有的可能性。字符串循環移動，時間復雜度為O（n），字符串包含判斷，采用普通的方法，時間復雜度為O（n*m），總體復雜度為O（n*n*m）。字符串包含判斷，若采用KMP算法，時間復雜度為O（n），這樣總體的復雜度為O（n*n）。若字符串的長度n較大，顯然效率比較低。其中n為S1的長度，m為S2的長度。

#include<iostream>
using namespace std;
/*
  strstr函數說明 
  包含文件：string.h
  函數名: strstr
  函數原型：extern char *strstr(char *str1, char *str2);
  功能：從字符串str1中查找是否有字符串str2，如果有，從str1中的str2位置起，返回str1中str2起始位置的指針，如果沒有，返回null。
  返回值：返回該位置的指針，如找不到，返回空指針。
*/
int rotate_conbine(char *src,char *dec)
{
    int len=strlen(src);
    for(int i=0;i<len;i++)
    {
        char tmp=src[0];
        for(int j=0;j<len-1;j++)
        {
            src[j]=src[j+1];
        }
        src[len-1]=tmp;
        if(strstr(src,dec)!=NULL)
            return 1;
    }
    return 0;
}
int main()
{
    char src[]="AABCD";
    char dec[]="CDAA";
    
    if(rotate_conbine(src,dec))
        printf("ok\n");
    else 
        printf("no\n");
    system("pause");
}

strstr函數的內部代碼是這樣的：

char *strstr( const char *s1, const char *s2 ) 　　
{ 　　
    if ( !(len2 = strlen(s2)) ) 　　
        return (char *)s1; 　　
    for(;*s1;++s1) 　　
    { 　　
        if ( *s1 == *s2 && strncmp(s1,s2,len2)==0 ) 　　
            return (char *)s1; 　　
    } 　　
    return NULL; 　　
}

解法二：我們也可以對循環移位之后的結果進行分析。
以S1 = ABCD為例，先分析對S1進行循環移位之后的結果，如下所示：
ABCD--->BCDA---->CDAB---->DABC---->ABCD……
假設我們把前面的移走的數據進行保留，會發現有如下的規律：
ABCD--->ABCDA---->ABCDAB---->ABCDABC---->ABCDABCD……
因此，可以看出對S1做循環移位所得到的字符串都將是字符串S1S1的子字符串。如果S2可以由S1循環移位得到，那么S2一定在S1S1上，這樣時間復雜度就降低了。

#include<iostream>
using namespace std;

int rotate_conbine(string src,string des)
{
    string tmp = src;
    src=src+tmp;
    if(strstr(src.c_str(),des.c_str())==NULL)
    {
        return 0;   
    }
    return 1; 
}
/*
int doubel_src_conbine(char *src, char *des){  
    int len = strlen(src);  
    char *temp = (char *)malloc((2*len+1)*sizeof(char));  
    char *p = temp;  
    char *s = src;  
    while(*s != '\0'){  
        *p = *s;  
        p++;  
        s++;  
    }  
    s = src;  
    while(*s != '\0'){  
        *p = *s;  
        p++;  
        s++;  
    }  
    p++;  
    *p = '\0';  
    if(strstr(temp, des) != NULL)  
        return 1;  
    else  
        return 0;  
}  
*/
int main()
{
    char src[]="AABCD";
    char dec[]="CDAA";
    
    if(rotate_conbine(src,dec))
        printf("ok\n");
    else 
        printf("no\n");
    system("pause");
}

解法三：我們的想法是，在s1后面"虛擬"地接上一個s1，這個"虛擬的s1"並不占空間，但是仍然按照解法2的思路進行。那么，如何實現這個"虛擬的s1"呢？其實只要把s1的最后一個元素，再指回s1的第一個元素即可。這可以用取模運算實現。比如，元素s1[(d1+i) mod d1]其實就是那個“虛擬的s1”的第i個元素，這里 0<=i<=d1-1, d1是字符串s1的長度。

同理，指針也可以實現類似功能：

#include<iostream>
using namespace std;

int ptr_contain(char *src, char *des){
    char *p = NULL;
    char *q = NULL;
    char *r = NULL;
    p = q = src;
    r = des;
    char *tmp = NULL;
    while(*p != '\0' )
    {
        while (*p != *r)
            p++;
        tmp = p;
        tmp++;
        while(*(++r) != '\0')
        {
            if(*(++p) == '\0')
                p = q;
            if(*r != *p)
            { 
                r = des;
                p = tmp;
                break;
            }
        }
        if(*r == '\0')
            return 1;
    }
    return 0;
}
int main()
{
    char src[]="AABCBCD";
    char dec[]="CDAA";
    
    if(ptr_contain(src,dec))
        printf("ok\n");
    else 
        printf("no\n");
    system("pause");
}

解法三的優點：
1. 字符串長度較大時，效率依然較好；
2.不需要申請額外空間存儲第二個s1