使用位运算、值交换等方式反转java字符串的多种方法（四种方法）

在本文中，我们将向您展示几种在Java中将String类型的字符串字母倒序的几种方法。

• StringBuilder(str).reverse()
• char[]循环与值交换
• byte循环与值交换apache-commons-lang3

如果是为了进行开发，请选择StringBuilder(str).reverse()API。出于学习的目的，我们可以研究char[]和byte方法，其中涉及到值互换和移位运算技术，这些技术对于了解StringBuilder(str).reverse()API黑匣子背后原理非常有帮助。

1. StringBuilder(str).reverse()

在Java中，我们可以使用StringBuilder(str).reverse()使字符串字母倒序。

public class ReverseString1 {

 public static void main(String[] args) {

  String str = "Reverse a String in Java";

  StringBuilder sb = new StringBuilder(str).reverse();

  System.out.println(sb.toString());

 }
}

输出结果

avaJ ni gnirtS a esreveR

2.char[]

首先，我们将字符串转换为char数组，并逐个循环char数组，并使用temp变量交换值。

public class ReverseString2 {

 public static void main(String[] args) {

  String str = "Hello World";
  System.out.println(reverse(str));   // dlroW olleH

 }

 public static String reverse(String input) {

  if (input == null || input.length() < 0)
   throw new IllegalArgumentException("Please provide an input!");

  char[] result = input.toCharArray();

  int startIndex = 0;
  int endIndex = result.length - 1;
  char temp;

  for (; endIndex > startIndex; startIndex++, endIndex--) {
   temp = result[startIndex];
   result[startIndex] = result[endIndex];
   result[endIndex] = temp;
  }

  return new String(result);
 }

}

上面的算法需要5个循环（长度/ 2）来使字符串倒序“ Hello World”。

------------------------------------
H  e  l  l  o     W  o  r  l  d
------------------------------------
0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10
------------------------------------

Loop #1 - Swap index 0 <-> index 10
------------------------------------
{d}  e  l  l  o     W  o  r  l  {H}
------------------------------------
{0}  1  2  3  4  5  6  7  8  9  {10}
------------------------------------

Loop #2 - Swap index 1 <-> index 9
------------------------------------
d  {l}  l  l  o     W  o  r  {e}  H
------------------------------------
0  {1}  2  3  4  5  6  7  8  {9}  10
------------------------------------

Loop #3 - Swap index 2 <-> index 8
------------------------------------
d  l  {r}  l  o     W  o  {l}  e  H
------------------------------------
0  1  {2}  3  4  5  6  7  {8}  9  10
------------------------------------

Loop #4 - Swap index 3 <-> index 7
------------------------------------
d  l  r  {o}  o     W  {l}  l  e  H
------------------------------------
0  1  2  {3}  4  5  6  {7}  8  9  10
------------------------------------

Loop #5 - Swap index 4 <-> index 6
------------------------------------
d  l  r  o  {W}     {o}  l  l  e  H
------------------------------------
0  1  2  3  {4}  5  {6}  7  8  9  10
------------------------------------

3. Byte[] – StringBuilder(str).reverse(str)

以下代码段类似于StringBuilder(str).reverse()的内部实现（UTF16内容除外）。

import java.nio.charset.StandardCharsets;

public class ReverseString3 {

 public static void main(String[] args) {

  String str = "Hello World";
  System.out.println(reverse(str));

 }

 public static String reverse(String input) {

  if (input == null || input.length() < 0)
   throw new IllegalArgumentException("Please provide an input!");

  byte[] val = input.getBytes(StandardCharsets.UTF_8);
  int length = val.length - 1;

  for (int start = (length - 1) >> 1; start >= 0; start--) {
   int end = length - start;
   byte temp = val[start];
   val[start] = val[end];
   val[end] = temp;

   // debugging
   //System.out.println(String.format("start=%s, end=%s", start, end));
  }

  return new String(val);
 }

}

最令人困惑的部分是右移运算符(length - 1) >> 1，这是什么意思？查看下面的8位示例，您可以找到规律吗？

System.out.println(10>>1);  //  10 -> 5
0000 1010   = 10
0000 0101|0 = 10 >> 1 = 5

System.out.println(4>>1);   //  4 -> 2
0000 0100   = 4
0000 0010|0 = 4 >> 1 = 2

System.out.println(100>>1); //  100 -> 50
0110 0100   = 100
00110 010|0 = 100 >> 1 = 50

System.out.println(7>>1);   //  7 -> 3
0000 0111   = 7
0000 0011|1 = 7 >> 1 = 3

对于数字，每右移1位，金额将减少该值的一半并四舍五入。这(length - 1) >> 1试图找出字符串的中间点。

number >> 1 = round_down(number/2) or Math.flooa(number/2)

值交换从内部开始，然后扩展到外部。

for (int start = (length - 1) >> 1; start >= 0; start--) {
 int end = length - start;
 byte temp = val[start];
 val[start] = val[end];
 val[end] = temp;
}

上面的算法图示如下：

------------------------------------
H  e  l  l  o     W  o  r  l  d
------------------------------------
0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10
------------------------------------

Loop #1 - Swap index 4 <-> index 6
------------------------------------
H  e  l  l  {W}     {o}  o  r  l  d
------------------------------------
0  1  2  3  {4}  5  {6}  7  8  9  10
------------------------------------

Loop #2 - Swap index 3 <-> index 7
------------------------------------
H  e  l  {o}  W     o  {l}  r  l  d
------------------------------------
0  1  2  {3}  4  5  6  {7}  8  9  10
------------------------------------

Loop #3 - Swap index 2 <-> index 8
------------------------------------
H  e  {r}  o  W     o  l  {l}  l  d
------------------------------------
0  1  {2}  3  4  5  6  7  {8}  9  10
------------------------------------

Loop #4 - Swap index 1 <-> index 9
------------------------------------
H  {l}  r  o  W     o  l  l  {e}  d
------------------------------------
0  {1}  2  3  4  5  6  7  8  {9}  10
------------------------------------

Loop #5 - Swap index 0 <-> index 10
------------------------------------
{d}  l  r  o  W     o  l  l  e  {H}
------------------------------------
{0}  1  2  3  4  5  6  7  8  9  {10}
------------------------------------

4. Apache commons-lang3

对于Apache commons-lang3库，我们可以使用StringUtils.reverse反转字符串和StringUtils.reverseDelimited反转单词。

pom.xml

<dependency>
 <groupId>org.apache.commons</groupId>
 <artifactId>commons-lang3</artifactId>
 <version>3.10</version>
</dependency>

import org.apache.commons.lang3.StringUtils;

public class ReverseString3 {

 public static void main(String[] args) {

  System.out.println(StringUtils.reverse("Hello World Java"));    // reverse string

  System.out.println(StringUtils.reverseDelimited("Hello World Java", ' ')); // reverse words

 }
}

输出结果

avaJ dlroW olleH

Java World Hello

查看其源代码，Apache-commons-lang3其实是使用new StringBuilder(str).reverse()来反转字符串。

package org.apache.commons.lang3;

 public class StringUtils {

 public static String reverse(final String str) {
  if (str == null) {
   return null;
  }
  return new StringBuilder(str).reverse().toString();
 }

 //...
}

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