字符串旋转检测算法解析 - 来自interactive-coding-challenges项目的经典解法-优快云博客

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/gitblog_00917/article/details/148359970

字符串旋转检测算法解析 - 来自interactive-coding-challenges项目的经典解法

interactive-coding-challenges 120+ interactive Python coding interview challenges (algorithms and data structures). Includes Anki flashcards. 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/in/interactive-coding-challenges

问题描述

我们需要判断一个字符串s1是否是另一个字符串s2的旋转版本，且只能调用一次is_substring函数。字符串旋转指的是将字符串的前若干个字符移动到字符串末尾，例如"barbazfoo"就是"foobarbaz"的一个旋转版本。

约束条件分析

在解决这个问题前，我们需要明确几个关键约束：

字符串使用ASCII字符集（Unicode可能需要特殊处理）
区分大小写
允许使用额外的数据结构
假设所有输入都能放入内存

测试用例设计

合理的测试用例应该覆盖各种边界情况：

长度不同的字符串：直接返回False
包含None的输入：返回False
空字符串与普通字符串：返回False
两个空字符串：返回True
实际是旋转的字符串对：返回True

算法核心思想

这个问题的巧妙解法在于字符串连接的数学特性。假设s1是s2的旋转版本，那么s1一定包含在s2+s2中。例如：

s2 = "foobarbaz"
s1 = "barbazfoo"
s2+s2 = "foobarbazfoobarbaz"
可以看到"barbazfoo"确实包含在其中

这种方法的复杂度：

时间复杂度：O(n)，因为字符串连接和子串查找都是线性时间
空间复杂度：O(n)，需要存储连接后的字符串

代码实现解析

class Rotation(object):

    def is_substring(self, s1, s2):
        return s1 in s2

    def is_rotation(self, s1, s2):
        if s1 is None or s2 is None:
            return False
        if len(s1) != len(s2):
            return False
        return self.is_substring(s1, s2 + s2)

实现要点：

首先处理None输入和长度不同的情况
关键步骤是将s2与自身连接，然后检查s1是否是它的子串
只需要调用一次is_substring函数，满足题目要求

单元测试验证

通过单元测试我们可以验证算法的正确性：

import unittest

class TestRotation(unittest.TestCase):
    def test_rotation(self):
        rotation = Rotation()
        self.assertEqual(rotation.is_rotation('o', 'oo'), False)  # 长度不同
        self.assertEqual(rotation.is_rotation(None, 'foo'), False)  # None输入
        self.assertEqual(rotation.is_rotation('', 'foo'), False)  # 空字符串
        self.assertEqual(rotation.is_rotation('', ''), True)  # 两个空字符串
        self.assertEqual(rotation.is_rotation('foobarbaz', 'barbazfoo'), True)  # 旋转情况