C语言字符串旋转问题的深入讲解

目录

• 字符串的旋转：
• 实现旋转字符串：
• 1、暴力求解法：
• 2、三步翻转法
• 判断一个字符串是否由另一个字符串旋转而来
• 1、暴力求解法：
• 2、优化算法：
• 关于用到的函数扩展：
• 1、assert
• 2、strcmp
• 3、strcat
• 4、strncat
• 5、strstr
• 总结

字符串的旋转：

ABCD左旋一个字符为BCDA
ABCD左旋两个字符为CDAB

ABCD右旋一个字符为DABC
ABCD右旋两个字符为CDAB

这里只写了左旋，右旋的原理和左旋一样。

实现旋转字符串：

1、暴力求解法：

思路：

假如只旋转一个字符：

将第一个字符从字符串中 拿 出来，然后将后面的字符依次向前移动，最后再将 拿 出来的第一个字符串放到最后面；

要旋转k个字符的话，只需用一个循环，以循环变量小于k作为循环条件即可。

代码及详情如下：

#include<assert.h>
//1、暴力求解法：
void left_move(char* arr, int k) {
	int len = strlen(arr);
	assert(arr);    //断言函数
	assert(k < len&& k >= 0);
 //将旋转的第一个字符先存起来，然后将这个字符的后面的字符依次往前移，然后再把旋转的字符放在最后
	for (int i = 0; i < k; i++) {//旋转几次就循环几次
		char tmp = arr[0];//*arr
		for (int j = 0; j < len-1; j++) {
			arr[j] = arr[j + 1];
			//*(arr+j)=*(arr+j+1);
		}
		arr[len - 1] = tmp;//最后将拿出来的字符放进最后一个位置
	}
}

2、三步翻转法

思路：

将一个字符串分成两部分：

1.要旋转的部分

2.不旋转的部分

先将要旋转的部分给他逆序，然后再将不旋转的部分给他逆序，最后所有该字符串逆序。

比如：

abcdef 要旋转两个字符--> ab cdef

1.先将旋转部分ab逆序-->ba cdef

2.再将不旋转部分逆序-->ba fedc

3.最后全部逆序-->cdefab

此时得到了旋转后的结果

代码及详情如下：

//逆序函数
//使用头尾双指针来实现
void inversion(char* left, char* right) {
	assert(left);
	assert(right);

	while (left < right) {
		char tmp = *left;
		*left = *right;
		*right = tmp;
		left++;
		right--;
	}
}
//三步翻转法
void left_move(char* arr,int k) {
	assert(arr);

	int len = strlen(arr);//字符串长度，用来方便求尾指针
	//用头尾指针来进行逆序
	//1、要旋转部分的逆序
	inversion(arr, arr + k - 1);//arr是头地址，arr+k-1是这部分的尾地址
	//2、不旋转部分的逆序
	inversion(arr + k, arr + len - 1);
	//3、全部部分的逆序
	inversion(arr, arr + len - 1);

}

判断一个字符串是否由另一个字符串旋转而来

如：bcdea 是由 abcde 旋转一个字符得到的。

1、暴力求解法：

思路：

arr1与arr2：
用arr1 的所有旋转情况来和arr2 比较，如果其中有一种情况和arr2 相同，说明arr2 就是由arr1 旋转得到的。

假如arr1=“abcd”，他的所有旋转情况：

1、bcda；2、cdab；3、dabc；4、abcd。

arr2 只要和其中一种情况符合就是由arr1 旋转而来的。

代码及详情如下：

//1、暴力求解法
/*将原字符串所有的旋转可能都拿出来与另一字符串比较，若有相同的则yes*/
int is_left_move(char* arr1, char* arr2) {
	int len = strlen(arr1);    //用来作循环条件，因为最多要将每一个字符都旋转一次
	for (int i = 0; i < len; i++) {
		left_move(arr1, 1);
//这里的数字代表旋转字符的个数因为是一个一个字符旋转，所以这里旋转个数只能写1，如果写了2，那么第一次就会旋转2字符然后会一直都旋转两字符
		if (strcmp(arr1, arr2) == 0)//每旋转完一个字符就比较两字符串
			return 1;
	}
	return 0;
}

2、优化算法：

思路：

将arr1 复制份然后加在原arr1 的后面，此时的新arr1 包含了旋转的所有情况，然后用双指针来与arr2 进行比较。

例如arr1 =“abcd”，

将他“加倍”：arr1=“abcdabcd”；此时能找出他所有的翻转情况。

然后创建三个指针：arr1的头尾指针top1与rear1，arr2的头指针top2；

用指针移动来逐个逐个比较每个字符，初始，三个指针都在各自字符串的第一个字符处，

比较*top1与*top2，直到相等时，top2才会继续移动；

如果*top1==*top2，此时top1不移动了，让rear1和top2继续去移动比较，

如果*rear1一直和*top2相同，那么等rear1-top1==arr2长度时，说明arr2 全部被包含在新的arr1中，也就是说明arr2时arr1旋转后的情况一种；

如果中途碰见一个不相同的字符，那么top1会刷新位置，指向rear1++的位置，然后继续；

代码及详情如下：

//2、优化算法
//让原来的字符串再加一个原来的字符串的函数
void F(char* arr1) {
	int len = strlen(arr1);
	char* top = arr1;
	char* rear = arr1 + len;
	for (int i = 0; i < len; i++) {
		*rear = *top;
		top++;
		rear++;
	}
}
/*上面这个是我自己写的函数，但是c里面有该功能的库函数
    strcat或者strncat，两者略有区别，文末有区分*/

int is_left_move(char* arr1, char* arr2) {
	assert(arr1);
	assert(arr2);

	/*如果两个字符串长度不相同那肯定不是由旋转过来的*/
	if (strlen(arr1) != strlen(arr2))
		return 0;

	F(arr1);//让原函数“翻倍”或者用strncat(arr1,arr1,strlen(arr1));

	char* top1 = arr1;//arr1的头指针
	char* top2 = arr2;//arr2的头指针
	char* rear1 = arr1;//arr1的尾指针
	/*当arr2的第一个字符和arr1里的某一个字符相同时，top1就不动了，rear1与top2向后移动
	  当rear1-top1即连续相同字符数等于arr2的长度时，说明arr2是由arr1旋转过来的*/

	while (top2<arr2+strlen(arr2)) {//用arr2长度作循环条件
		if (*rear1 == *top2) {
			top2++;
			rear1++;
		}
		else {
			rear1++;
			top1=rear1;
		}
		if (rear1 - top1 == strlen(arr2))
			return 1;
	}
    return 0;

    //以上是我自己写的函数来实现的，但c语言里也有一个现成的函数可以使用
    //用strstr函数，文末简单介绍
}

关于用到的函数扩展：

1、assert

 断言（assert）作为一种软件调试的方法，提供了一种在代码中进行正确性检查的机制。

头文件：<assert.h>

语法/原型：void assert( int expression );

主要作用：是对一个boolean表达式进行检查，一个正确运行的程序必须保证这个Boolean表达式的值为true，若表达式的值为false,则说明程序已处于一种不正确的状态下，系统需要提供警告信息并且退出程序。

在我的程序中直接用的assert(arr1)，也可以写成 assert(arr1!=NULL),因为arr1是个指针，所以得判断下这个指针是否为空。

2、strcmp

strcmp() 函数用于对两个字符串进行比较（区分大小写）。

头文件：string.h

语法/原型：int strcmp(const char* stri1，const char* str2);
参数 str1 和 str2 是参与比较的两个字符串。

strcmp() 会根据 ASCII 编码依次比较 str1 和 str2 的每一个字符，直到出现不到的字符，或者到达字符串末尾（遇见\0）。

返回值：
如果返回值 < 0，则表示 str1 小于 str2。
如果返回值 > 0，则表示 str1 大于str2 。
如果返回值 = 0，则表示 str1 等于 str2。

3、strcat

strcat函数用于把一个字符串加在了前一个字符串的后面。
原型：extern char *strcat(char *dest,char *src);

头文件：string.h

参数：

dest – 指向目标数组
src – 要追加的字符串

例如：char arr1[30] = "abcdef";

char arr2[] = "ghi";

如果用了strcat(arr1,arr2);

那么arr1就会变成："abcdefghi";

但是这个函数不能用来自己追加自己，也就是说禁止自娱自乐：strcat(arr1,arr1);

还有需要注意：arr1一定要有足够的空间来存放arr2的字符串，否则会发生溢出情况。

4、strncat

strncat函数用于把一个给定长度的字符串加在了前一个字符串的后面。

原型：char *strncat(char *dest, const char *src, size_t n)

头文件：string.h

参数：

dest – 指向目标数组额外的空字符。
src – 要追加的字符串
n – 要追加的最大字符数。

例如：char arr1[30] = "abcdef";

如果这样用：strncat(arr1,arr1,6)；

那么arr1 == ”abcdefabcdef“；

所以在该程序中可以用这个函数来代替自己的函数。

5、strstr

strstr(str1,str2) 函数用于判断字符串str2是否是str1的子串。如果是，则该函数返回str2在str1中首次出现的地址；否则，返回NULL。

头文件：string.h

比如：

如果str1包含有str2：char str2 = “cde”；
                                  char str1 = “abcde”；
则通过函数，将返回：strstr(str1,str2) = “cde”；

如果str1不包含有str2：char str2 = “cxef”；
                                     char str1 = “abcdefgh”；
则通过函数，将返回：strstr(str1,str2) = NULL；

所以在该程序中可以用strstr(arr1,arr2)来代替我写的函数

函数没有太详细，主要是这里了解怎么用就行。

总结

到此这篇关于C语言字符串旋转问题的文章就介绍到这了,更多相关C语言字符串旋转内容请搜索我们以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持我们！