leetcode-master/problems/0541.反转字符串II.md

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> 简单的反转还不够,我要花式反转
# 541. 反转字符串II
[力扣题目链接](https://leetcode.cn/problems/reverse-string-ii/)
给定一个字符串 s 和一个整数 k从字符串开头算起, 每计数至 2k 个字符,就反转这 2k 个字符中的前 k 个字符。
如果剩余字符少于 k 个,则将剩余字符全部反转。
如果剩余字符小于 2k 但大于或等于 k 个,则反转前 k 个字符,其余字符保持原样。
示例:
输入: s = "abcdefg", k = 2
输出: "bacdfeg"
## 算法公开课
**[《代码随想录》算法视频公开课](https://programmercarl.com/other/gongkaike.html)[字符串操作进阶! | LeetCode541. 反转字符串II](https://www.bilibili.com/video/BV1dT411j7NN),相信结合视频再看本篇题解,更有助于大家对本题的理解**。
## 思路
这道题目其实也是模拟,实现题目中规定的反转规则就可以了。
一些同学可能为了处理逻辑每隔2k个字符的前k的字符写了一堆逻辑代码或者再搞一个计数器来统计2k再统计前k个字符。
其实在遍历字符串的过程中,只要让 i += (2 * k)i 每次移动 2 * k 就可以了,然后判断是否需要有反转的区间。
因为要找的也就是每2 * k 区间的起点,这样写,程序会高效很多。
**所以当需要固定规律一段一段去处理字符串的时候要想想在在for循环的表达式上做做文章。**
性能如下:
<img src='https://code-thinking.cdn.bcebos.com/pics/541_反转字符串II.png' width=600> </img></div>
那么这里具体反转的逻辑我们要不要使用库函数呢其实用不用都可以使用reverse来实现反转也没毛病毕竟不是解题关键部分。
使用C++库函数reverse的版本如下
```CPP
class Solution {
public:
string reverseStr(string s, int k) {
for (int i = 0; i < s.size(); i += (2 * k)) {
// 1. 每隔 2k 个字符的前 k 个字符进行反转
// 2. 剩余字符小于 2k 但大于或等于 k 个,则反转前 k 个字符
if (i + k <= s.size()) {
reverse(s.begin() + i, s.begin() + i + k );
} else {
// 3. 剩余字符少于 k 个,则将剩余字符全部反转。
reverse(s.begin() + i, s.end());
}
}
return s;
}
};
```
* 时间复杂度: O(n)
* 空间复杂度: O(1)
那么我们也可以实现自己的reverse函数其实和题目[344. 反转字符串](https://programmercarl.com/0344.反转字符串.html)道理是一样的。
下面我实现的reverse函数区间是左闭右闭区间代码如下
```CPP
class Solution {
public:
void reverse(string& s, int start, int end) {
for (int i = start, j = end; i < j; i++, j--) {
swap(s[i], s[j]);
}
}
string reverseStr(string s, int k) {
for (int i = 0; i < s.size(); i += (2 * k)) {
// 1. 每隔 2k 个字符的前 k 个字符进行反转
// 2. 剩余字符小于 2k 但大于或等于 k 个,则反转前 k 个字符
if (i + k <= s.size()) {
reverse(s, i, i + k - 1);
continue;
}
// 3. 剩余字符少于 k 个,则将剩余字符全部反转。
reverse(s, i, s.size() - 1);
}
return s;
}
};
```
* 时间复杂度: O(n)
* 空间复杂度: O(1)或O(n), 取决于使用的语言中字符串是否可以修改.
另一种思路的解法
```CPP
class Solution {
public:
string reverseStr(string s, int k) {
int n = s.size(),pos = 0;
while(pos < n){
//剩余字符串大于等于k的情况
if(pos + k < n) reverse(s.begin() + pos, s.begin() + pos + k);
//剩余字符串不足k的情况
else reverse(s.begin() + pos,s.end());
pos += 2 * k;
}
return s;
}
};
```
* 时间复杂度: O(n)
* 空间复杂度: O(1)
## 其他语言版本
### C
```c
char * reverseStr(char * s, int k){
int len = strlen(s);
for (int i = 0; i < len; i += (2 * k)) {
//判断剩余字符是否少于 k
k = i + k > len ? len - i : k;
int left = i;
int right = i + k - 1;
while (left < right) {
char temp = s[left];
s[left++] = s[right];
s[right--] = temp;
}
}
return s;
}
```
### Java
```Java
//解法一
class Solution {
public String reverseStr(String s, int k) {
StringBuffer res = new StringBuffer();
int length = s.length();
int start = 0;
while (start < length) {
// 找到k处和2k处
StringBuffer temp = new StringBuffer();
// 与length进行判断如果大于length了那就将其置为length
int firstK = (start + k > length) ? length : start + k;
int secondK = (start + (2 * k) > length) ? length : start + (2 * k);
//无论start所处位置至少会反转一次
temp.append(s.substring(start, firstK));
res.append(temp.reverse());
// 如果firstK到secondK之间有元素这些元素直接放入res里即可。
if (firstK < secondK) { //此时剩余长度一定大于k。
res.append(s.substring(firstK, secondK));
}
start += (2 * k);
}
return res.toString();
}
}
//解法二(似乎更容易理解点)
//题目的意思其实概括为 每隔2k个反转前k个尾数不够k个时候全部反转
class Solution {
public String reverseStr(String s, int k) {
char[] ch = s.toCharArray();
for(int i = 0; i < ch.length; i += 2 * k){
int start = i;
//这里是判断尾数够不够k个来取决end指针的位置
int end = Math.min(ch.length - 1, start + k - 1);
//用异或运算反转
while(start < end){
ch[start] ^= ch[end];
ch[end] ^= ch[start];
ch[start] ^= ch[end];
start++;
end--;
}
}
return new String(ch);
}
}
// 解法二还可以用temp来交换数值会的人更多些
class Solution {
public String reverseStr(String s, int k) {
char[] ch = s.toCharArray();
for(int i = 0;i < ch.length;i += 2 * k){
int start = i;
// 判断尾数够不够k个来取决end指针的位置
int end = Math.min(ch.length - 1,start + k - 1);
while(start < end){
char temp = ch[start];
ch[start] = ch[end];
ch[end] = temp;
start++;
end--;
}
}
return new String(ch);
}
}
```
```java
// 解法3
class Solution {
public String reverseStr(String s, int k) {
char[] ch = s.toCharArray();
// 1. 每隔 2k 个字符的前 k 个字符进行反转
for (int i = 0; i< ch.length; i += 2 * k) {
// 2. 剩余字符小于 2k 但大于或等于 k 个,则反转前 k 个字符
if (i + k <= ch.length) {
reverse(ch, i, i + k -1);
continue;
}
// 3. 剩余字符少于 k 个,则将剩余字符全部反转
reverse(ch, i, ch.length - 1);
}
return new String(ch);
}
// 定义翻转函数
public void reverse(char[] ch, int i, int j) {
for (; i < j; i++, j--) {
char temp = ch[i];
ch[i] = ch[j];
ch[j] = temp;
}
}
}
```
### Python
```python
class Solution:
def reverseStr(self, s: str, k: int) -> str:
"""
1. 使用range(start, end, step)来确定需要调换的初始位置
2. 对于字符串s = 'abc'如果使用s[0:999] ===> 'abc'。字符串末尾如果超过最大长度,则会返回至字符串最后一个值,这个特性可以避免一些边界条件的处理。
3. 用切片整体替换,而不是一个个替换.
"""
def reverse_substring(text):
left, right = 0, len(text) - 1
while left < right:
text[left], text[right] = text[right], text[left]
left += 1
right -= 1
return text
res = list(s)
for cur in range(0, len(s), 2 * k):
res[cur: cur + k] = reverse_substring(res[cur: cur + k])
return ''.join(res)
```
### Python3 (v2):
```python
class Solution:
def reverseStr(self, s: str, k: int) -> str:
# Two pointers. Another is inside the loop.
p = 0
while p < len(s):
p2 = p + k
# Written in this could be more pythonic.
s = s[:p] + s[p: p2][::-1] + s[p2:]
p = p + 2 * k
return s
```
### Go
```go
func reverseStr(s string, k int) string {
ss := []byte(s)
length := len(s)
for i := 0; i < length; i += 2 * k {
// 1. 每隔 2k 个字符的前 k 个字符进行反转
// 2. 剩余字符小于 2k 但大于或等于 k 个,则反转前 k 个字符
if i + k <= length {
reverse(ss[i:i+k])
} else {
reverse(ss[i:length])
}
}
return string(ss)
}
func reverse(b []byte) {
left := 0
right := len(b) - 1
for left < right {
b[left], b[right] = b[right], b[left]
left++
right--
}
}
```
### JavaScript:
```js
/**
* @param {string} s
* @param {number} k
* @return {string}
*/
var reverseStr = function(s, k) {
const len = s.length;
let resArr = s.split("");
for(let i = 0; i < len; i += 2 * k) { // 每隔 2k 个字符的前 k 个字符进行反转
let l = i - 1, r = i + k > len ? len : i + k;
while(++l < --r) [resArr[l], resArr[r]] = [resArr[r], resArr[l]];
}
return resArr.join("");
};
```
### TypeScript
```typescript
function reverseStr(s: string, k: number): string {
let left: number, right: number;
let arr: string[] = s.split('');
let temp: string;
for (let i = 0, length = arr.length; i < length; i += 2 * k) {
left = i;
right = (i + k - 1) >= length ? length - 1 : i + k - 1;
while (left < right) {
temp = arr[left];
arr[left] = arr[right];
arr[right] = temp;
left++;
right--;
}
}
return arr.join('');
};
```
### Swift:
```swift
func reverseStr(_ s: String, _ k: Int) -> String {
var ch = Array(s)
for i in stride(from: 0, to: ch.count, by: 2 * k) {
var left = i
var right = min(s.count - 1, left + k - 1)
while left < right {
(ch[left], ch[right]) = (ch[right], ch[left])
left += 1
right -= 1
}
}
return String(ch)
}
```
### C#
```csharp
public class Solution
{
public string ReverseStr(string s, int k)
{
Span<char> span = s.ToCharArray().AsSpan();
for (int i = 0; i < span.Length; i += 2 * k)
{
span[i + k < span.Length ? i..(i + k) : i..].Reverse();
}
return span.ToString();
}
}
```
### Scala:
版本一: (正常解法)
```scala
object Solution {
def reverseStr(s: String, k: Int): String = {
val res = s.toCharArray // 转换为Array好处理
for (i <- s.indices by 2 * k) {
// 如果i+k大于了res的长度则需要全部翻转
if (i + k > res.length) {
reverse(res, i, s.length - 1)
} else {
reverse(res, i, i + k - 1)
}
}
new String(res)
}
// 翻转字符串从start到end
def reverse(s: Array[Char], start: Int, end: Int): Unit = {
var (left, right) = (start, end)
while (left < right) {
var tmp = s(left)
s(left) = s(right)
s(right) = tmp
left += 1
right -= 1
}
}
}
```
版本二: 首先利用grouped每隔k个进行分割再使用zipWithIndex添加每个数组的索引紧接着利用map做变换如果索引%2==0则说明需要翻转否则原封不动最后再转换为String
```scala
object Solution {
def reverseStr(s: String, k: Int): String = {
// s = "abcdefg", k = 2
s.grouped(k) // Iterator ["ab", "cd", "ef", "g"]
.zipWithIndex // Iterator [("ab", 0), ("cd", 1), ("ef", 2), ("g", 3)]
.map {
case (subStr, index) =>
if (index % 2 == 0) subStr.reverse else subStr
}
.mkString
}
}
```
版本三: (递归)
```scala
import scala.annotation.tailrec
object Solution {
def reverseStr(s: String, k: Int): String = {
@tailrec // 这个函数已经优化成了尾递归
def reverse(s: String, needToReverse: Boolean, history: String): String = {
// 截取前k个字符判断是否翻转
val subStr = if (needToReverse) s.take(k).reverse else s.take(k)
// 如果字符串长度小于k返回结果
// 否则,对于剩余字符串进行同样的操作
if (s.length < k) history + subStr
else reverse(s.drop(k), !needToReverse, history + subStr)
}
reverse(s, true, "")
}
}
```
### Rust:
```Rust
impl Solution {
pub fn reverse(s: &mut Vec<char>, mut begin: usize, mut end: usize){
while begin < end {
let temp = s[begin];
s[begin] = s[end];
s[end] = temp;
begin += 1;
end -= 1;
}
}
pub fn reverse_str(s: String, k: i32) -> String {
let len = s.len();
let k = k as usize;
let mut s = s.chars().collect::<Vec<_>>();
for i in (0..len).step_by(2 * k) {
if i + k < len {
Self::reverse(&mut s, i, i + k - 1);
}
else {
Self::reverse(&mut s, i, len - 1);
}
}
s.iter().collect::<String>()
}
}
```
<p align="center">
<a href="https://programmercarl.com/other/kstar.html" target="_blank">
<img src="../pics/网站星球宣传海报.jpg" width="1000"/>
</a>