C语言字符串旋转问题的深入讲解-C/C++开发

这篇文章主要给大家介绍了关于C语言字符串旋转问题的相关资料,文中给出了详细的实现方法，并对每种方法进行了分析和示例代码,需要的朋友可以参考下

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。