Rotate String

本文介绍了一种高效的字符串旋转方法,提供了三种不同的实现方案:通过双索引进行数组元素的直接赋值、利用Java内置方法System.arraycopy进行数组复制以及采用三步翻转法实现字符串的旋转。

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Rotate String

旋转string

Given a string and an offset, rotate string by offset. (rotate from left to right)

Example

Given "abcdefg"

for offset=0, return "abcdefg"

for offset=1, return "gabcdef"

for offset=2, return "fgabcde"

for offset=3, return "efgabcd"

Solution:

    public char[] rotateString(char[] A, int offset) {
        if (A == null) {
            return null;
        }
        char[] result = new char[A.length];
        if (A.length == 0) {
            return result;
        }
        offset = offset % A.length;
        int i;
        int j;
        for (i = 0, j = A.length - offset; i < offset; i++, j++) {
            result[i] = A[j];
        }
        for (j = 0; j < A.length - offset; i++, j++) {
            result[i] = A[j];
        }
        return result;
    }


    public char[] rotateString(char[] A, int offset) {
        if (A == null) {
            return null;
        }
        char[] result = new char[A.length];
        if (A.length == 0) {
            return result;
        }
        offset = offset % A.length;
        System.arraycopy(A, A.length - offset, result, 0, offset);
        System.arraycopy(A, 0, result, offset, A.length - offset);
        return result;
    }

    public char[] rotateString(char[] A, int offset) {
        if(A == null|| A.length <= 1) {
            return A;
        }
        offset = offset % A.length;
        if(offset <= 0) {
            return A;
        }
        //0123456
        //abcdefg
        reverse(A, A.length - offset, A.length - 1);
        reverse(A, 0, A.length - offset - 1);
        reverse(A, 0, A.length - 1);
        return A;
    }
    private void reverse(char[] A, int start, int end) {
        for(int i = start, j = end; i < j; i++,j--) {
            char temp = A[i];
            A[i] = A[j];
            A[j] = temp;
        }
    }

思路:

双index用起来方便。一段是0到A.length - offset - 1, 一段是A.length - offset到A.length - 1. 先把后一段拷贝,在把前一段拷贝。

使用System.arraycopy(src, SrcStart, dest, DestStart, len)实现数组拷贝。

三步翻转法。一定是段内有序。

<think>嗯,用户想知道C++中与旋转相关的操作或函数。首先我得回忆一下C++标准库中有哪些旋转相关的函数。记得STL里的<algorithm>头文件里有个std::rotate函数,对吧?这个函数的作用是对容器中的元素进行循环左移或者右移。比如,把一个数组的前几个元素移到后面,或者反过来。那这个函数的参数应该是什么样的呢?可能是指定旋转的开始位置、中间位置和结束位置?比如,std::rotate(first, middle, last),这样会把middle到last的元素移到first前面,对吧?需要具体解释一下这个函数的用法,最好举个例子。 然后,除了标准库里的函数,可能用户还想知道如何自己实现旋转操作。比如,数组或字符串的手动旋转。这时候可能需要分情况讨论,比如左旋和右旋。左旋k次,相当于把前k个元素移到末尾。可以用三次反转的方法,或者逐个元素移动,但效率可能不同。三次反转法比较高效,时间复杂度是O(n),而逐个移动可能需要O(kn)的时间。这时候应该举一个例子,比如将字符串"abcdefg"左旋2次变成"cdefgab",用三次反转法怎么做。 另外,矩阵的旋转也是一个常见问题,特别是在图像处理或者算法题中出现的90度旋转。这时候需要分层处理,逐层旋转。例如,顺时针旋转矩阵的话,可以转置后翻转每一行,或者逆时针的话可能转置后翻转列。这里需要具体说明步骤,并给出代码示例。 还有,用户可能关心旋转的应用场景,比如在密码学中的位旋转,或者图形变换中的坐标旋转。这时候可以简单提一下这些应用,但不需要太深入,除非用户特别要求。 然后,用户提供的引用内容中提到了质因数分解和快速幂的代码,可能这些引用中的代码示例可以帮助说明旋转操作的不同实现方式,但需要确认是否有直接关联。例如,std::rotate的实现可能涉及到元素的高效移动,类似于分治策略,而快速幂可能和位操作相关,但可能和旋转关系不大。不过引用中的代码可能只是作为示例存在,不一定直接相关。 还需要检查是否有其他旋转相关的函数或操作,比如在STL中的rotate_copy,或者容器自带的旋转方法,比如链表可能有特定的旋转操作。但大部分情况下,std::rotate是主要的函数。另外,在C++11之后是否有新的函数加入?可能需要确认一下文档,确保信息准确。 最后,生成相关问题的时候,应该围绕旋转的不同方面,比如性能优化、实现方法、应用场景等。比如,如何优化旋转操作的性能,或者在特定数据结构如链表中如何旋转,或者矩阵旋转的其他角度处理方式等。</think>在C++中实现旋转操作主要涉及以下四类方法: ### 一、STL标准库的std::rotate函数 在<algorithm>头文件中提供的标准旋转函数: ```cpp #include <algorithm> #include <vector> int main() { std::vector<int> v = {1,2,3,4,5}; // 将中间元素3作为新起点 std::rotate(v.begin(), v.begin()+2, v.end()); // 结果变为{3,4,5,1,2} } ``` 函数原型为: $$ \text{std::rotate(ForwardIt first, ForwardIt new\_first, ForwardIt last)} $$ 将[new_first, last)范围内的元素移动到first之前[^1] ### 二、字符串旋转实现 1. **三次反转法**(时间复杂度$O(n)$) ```cpp void rotateString(string& s, int k) { k %= s.length(); reverse(s.begin(), s.begin()+k); reverse(s.begin()+k, s.end()); reverse(s.begin(), s.end()); } // 示例:输入"abcdefg",k=2 → "cdefgab" ``` 2. **循环替换法**(时间复杂度$O(n)$,空间复杂度$O(1)$) ### 三、矩阵旋转算法 矩阵顺时针旋转90度的实现: ```cpp void rotateMatrix(vector<vector<int>>& matrix) { int n = matrix.size(); // 转置矩阵 for(int i=0; i<n; ++i) for(int j=i+1; j<n; ++j) swap(matrix[i][j], matrix[j][i]); // 翻转每行 for(int i=0; i<n; ++i) reverse(matrix[i].begin(), matrix[i].end()); } ``` ### 四、位旋转操作 处理二进制位的循环位移: ```cpp uint32_t rotateBits(uint32_t n, int k) { k %= 32; return (n << k) | (n >> (32 - k)); } ```
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