算法之字符串移位操作(Java)

问题描述

给定字符数组“abcdef”， 输入移动位数（默认右侧移动）step，并将新的字符串输入。要求时间复杂度为O(n),空间复杂度O(1)。
方法签名如下：

private static void moveStr3(char[] str,int step)；

解决方法

工具类

 /**
   *
   * @param str
   * @param step
   * @return -1 直接返回
   */
  private static int getValidStep(char[] str,int step){
    
    
      if(str.length==1){
    
    
          return -1;
      }

      if(step%str.length==0){
    
    
          return -1;
      }

      while(step<0){
    
    
          step += str.length;
      }

      while (step>str.length){
    
    
          step %= str.length;
      }
      return step;
  }

方法一暴力破解法（时间复杂度为O(kN)）

 /**
   * 暴力破解法
   * 每次移动n步骤，累计移动k次
   * @param str
   * @param step
   */
  private static void moveStr1(char[] str,int step){
    
    
      step = getValidStep(str, step);
      if(step==-1){
    
    
          return;
      }

      for (int stepNum = 1;stepNum <= step;stepNum++){
    
    
          char last = str[0];
          for (int i=1;i<str.length;i++){
    
    
              str[i - 1] = str[i];
          }
          str[str.length-1] = last;
      }
  }

方法二 局部复制法（空间复杂为O(k)，时间复杂度为O(n)）

    /**
     * 分块复制 一次for循环
     * @param str
     * @param step
     */
    private static void moveStr2(char[] str,int step){
    
    
        step = getValidStep(str, step);
        if(step==-1){
    
    
            return;
        }
        char tmp[] = new char[step];

        //a. 将前step个字符复制到tmp数组中
        //b. 将前step个字符复制到tmp数组中
        //c. 将tmp数组中元素复制会原始数组中
        int offset = str.length - step;
        for (int i = 0; i < str.length; i++) {
    
    
            if(i<step){
    
    
                tmp[i] = str[i];
            }
            if(i< offset){
    
    
                str[i] = str[step+i];
            }else {
    
    
                str[i] = tmp[i - offset];
            }
        }
    }

方法三 字符串翻转 （时间复杂度、空间复杂度符合题意）

 /**
     * 字符串翻转 一次for循环
     *
     * "abcdef"
     *    X = abcd    X' = dcba
     *    Y = ef      Y' = fe
     *
     *                X'Y' = dcbafe
     *                (X'Y')' = efabcd
     * @param str
     * @param step
     */
    private static void moveStr3(char[] str,int step){
    
    
        step = getValidStep(str, step);
        if(step==-1){
    
    
            return;
        }

        int offset = str.length - step;
        for (int i = 0; i < str.length; i++) {
    
    
            //前半部分翻转
            if(i<step/2){
    
    
                char tmp = str[i];
                str[i] = str[step-i-1];
                str[step-i-1] = tmp;
            }

            //后半部分翻转
            if(i<offset/2){
    
    
                char tmp = str[str.length-i-1];
                str[str.length-i-1] = str[str.length-i-offset];
                str[str.length-i-offset] = tmp;
            }

            //整体翻转
            if(i<str.length/2){
    
    
                char tmp = str[i];
                str[i] = str[str.length-1-i];
                str[str.length-1-i] = tmp;
            }
        }
    }