算法系列：字符串逆序

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給定一個字符串 s，將 s 中的字符順序顛倒過來，比如 s="abcd"，逆序后變成 s="dcba"。

普通逆序

直接分配一個與原字符串等長的字符數組，然后反向拷貝一下即可。

01	char *Reverse(char *s)

02

{

03	//將q指向字符串最后一個字符

04	char *q = s ;

05	while(*q++)

06

;

07

q -= 2 ;

08

09	//分配空間，存儲逆序后的字符串。

10	char *p = new char[sizeof(char) * (q - s + 2)] ;

11	char *r = p ;

12

13

// 逆序存儲

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。這是最常考的，原地逆序意味着不允額外分配空間，主要有以下幾種方法，思想都差不多，就是將字符串兩邊的字符逐個交換，如下圖。給定字符串"abcdef"，逆序的過程分別是交換字符a和f，交換字符b和e，交換字符c和d。

設置兩個指針，分別指向字符串的頭部和尾部，然后交換兩個指針所指的字符，並向中間移動指針直到交叉。

01	char *Reverse(char *s)

02

{

03	// p指向字符串頭部

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	// 交換並移動指針，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

}

用遞歸的方式，需要給定逆序的區間，調用方法:Reverse(s, 0, strlen(s)) ;

01	// 對字符串s在區間left和right之間進行逆序，遞歸法

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

}

非遞歸法，同樣指定逆序區間，和方法一沒有本質區別，一個使用指針，一個使用下標。

01	// 對字符串str在區間left和right之間進行逆序

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

}

不允許臨時變量的原地逆序

上面的原地逆序雖然沒有額外分配空間，但還是使用了臨時變量，嚴格的說也算是額外的空間吧，如果再嚴格一點，連臨時變量也不允許的話，主要有下面兩種方法。一是異或操作，因為異或操作可以交換兩個變量而無需借助第三個變量，二是使用字符串的結束符'\0'所在的位置作為交換空間，這樣有個局限，就是只適合以'\0'結尾的字符串，對於不支持這種字符串格式的語言，就不能使用了。

使用字符串結束符'\0'所在的位置作為交換空間：

01	// 使用字符串結束符'\0'所在的位置作為交換空間

02	char* Reverse(char* s)

03

{

04	char* r = s ;

05

06	// 令p指向結束符

07	char* p = s;

08	while (*p != '\0')

09

++p ;

10

11	// 令q指向字符串最后一個字符

12	char* q = p - 1;

13

14	// 使用p作為交換空間逐個交換字符

15	while (q > s)

16

{

17

*p = *q ;

18	*q-- = *s ;

19	*s++ = *p ;

20

}

21

22	*p = '\0' ; // 恢復結束符

23

24	return r ;

25

}

使用異或操作

01	// 使用異或操作對字符串s進行逆序

02	char* Reverse(char* s)

03

{

04	char* r = s ;

05

06	//令p指向字符串最后一個字符

07	char* p = s;

08	while (*(p + 1) != '\0')

09

++p ;

10

11	// 使用異或操作進行交換

12	while (p > s)

13

{

14	*p = *p ^ *s ;

15	*s = *p ^ *s ;

16	*p = *p-- ^ *s++ ;

17

}

18

19	return r ;

20

}

按單詞逆序

給定一個字符串，按單詞將該字符串逆序，比如給定"This is a sentence"，則輸出是"sentence a is This"，為了簡化問題，字符串中不包含標點符號。 分兩步：

1. 先按單詞逆序得到"sihT si a ecnetnes"
2. 再整個句子逆序得到"sentence a is This"

對於步驟一，關鍵是如何確定單詞，這里以空格為單詞的分界。當找到一個單詞后，就可以使用上面講過的方法將這個單詞進行逆序，當所有的單詞都逆序以后，將整個句子看做一個整體（即一個大的包含空格的單詞）再逆序一次即可，如下圖所示，第一行是原始字符換，第二行是按單詞逆序后的字符串，最后一行是按整個句子逆序后的字符串。

01	// 對指針p和q之間的所有字符逆序

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	// 將句子按單詞逆序

13	char* ReverseSentence(char *s)

14

{

15	// 這兩個指針用來確定一個單詞的首尾邊界

16	char *p = s ;    // 指向單詞的首字符

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++ ; // 指向下一個單詞首字符

25

p = q ;

26

}

27

else

28

q++ ;

29

}

30

31	ReverseWord(p, q - 1) ; // 對最后一個單詞逆序

32	ReverseWord(s, q - 1) ; // 對整個句子逆序

33

34	return s ;

35

}

逆序打印

還有一類題目是要求逆序輸出，而不要求真正的逆序存儲。這題很簡單，有下面幾種方法，有的方法效率不高，這里僅是提供一個思路而已。先求出字符串長度，然后反向遍歷即可。

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長度，可以先遍歷到末尾，然后在遍歷回來，這要借助字符串的結束符'\0'。

01	void ReversePrint(const char* s)

02

{

03	const char* p = s ;

04

05	while (*p)

06

*p++ ;

07

08	--p ; //while結束時，p指向'\0'，這里讓p指向最后一個字符

09

10	while (p >= s)

11

{

12	cout << *p ;

13

--p ;

14

}

15

}

對於上面第二種方法，也可以使用遞歸的方式完成。

1	void ReversePrint(const char* s)

2

{

3	if(*(s + 1) != '\0')

4	ReversePrint(s + 1) ;

5	cout << *s ;

6

}