C++中的字符串翻转算法解析

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大家好，今天我们来学一下C++里的一个知识：字符串翻转。

1.题目

描述

输入描述

输出描述

输入数据 1

输出数据 1

提示

2.解决题目

1.所需知识点

2.算法分析

1. 拼接新字符串法

2. 双指针法

3.用处

4.练习

5.总结

1.题目

单词翻转

描述

给出一个由若干个单词组成的句子，单词之间会有一个空格，请你反转这个句子。

输入描述

一行，包含一个由若干个单词组成的句子，单词总数不超过100，每个单词长度不超过10，仅由小写字母组成。

输出描述

一行字符串，表示反转后的句子。

输入数据 1

wc is dog

输出数据 1

god si cw

提示

输出时每行末尾的多余空格，不影响答案正确性。

2.解决题目

1.所需知识点

1. 字符串的遍历

2. 字符串的长度获取

3. 字符串的拼接

前三个知识点可参考【C++字符串详解】

4. 双指针法

双指针法，也叫快慢指针法，是一种常用的处理数组或链表的技巧。在C++中，可以使用指针或迭代器来实现双指针法。下面是一个示例代码，展示了如何使用双指针法在数组中查找目标值：

#include <iostream>
#include <vector>int main() {std::vector<int> nums = {1, 2, 3, 4, 5};int target = 3;int left = 0; // 左指针int right = nums.size() - 1; // 右指针while (left <= right) {// 找到目标值if (nums[left] == target || nums[right] == target) {std::cout << "Target found!" << std::endl;break;}left++; // 左指针向右移动right--; // 右指针向左移动}if (left > right) {std::cout << "Target not found." << std::endl;}return 0;
}

在这个示例中，我们定义了一个包含一些整数的向量nums，并定义了一个目标值target。我们使用两个指针left和right分别指向数组的首尾元素。然后，我们使用一个while循环，不断向中间移动两个指针。如果找到目标值，则输出"Target found!"，并跳出循环。如果左指针超过了右指针，说明目标值不在数组中，输出"Target not found."。

这个示例只是演示了双指针法的基本用法，实际应用中可能会有更复杂的问题和处理逻辑。使用双指针法可以有效地提高程序的运行效率。

2.算法分析

字符串翻转是一个常见的编程问题，在C++中有多种方法来解决这个问题。在本文中，我们将讨论两种常用的算法：拼接新字符串法和双指针法。

1. 拼接新字符串法

初始思路是创建一个新的字符串，并从原字符串的最后一个字符开始，逐个将其拼接到新字符串中，直到拼接完成整个原字符串。

算法步骤：
- 创建一个空字符串 reversedStr用于存储翻转后的结果。
- 从原字符串的最后一个字符开始，遍历到第一个字符。
- 每次遍历，将当前字符拼接到 reversedStr字符串的末尾。
- 返回reversedStr字符串作为翻转后的结果。


#include <iostream>
#include <string>std::string reverseString(std::string str) {std::string reversedStr;for (int i = str.length() - 1; i >= 0; i--) {reversedStr += str[i];}return reversedStr;
}int main() {std::string str ;std::getline(std::cin,str);std::string reversedStr = reverseString(str);std::cout <<reversedStr << std::endl;return 0;
}

该方法的时间复杂度为O(n)，其中n为字符串的长度。在循环中，我们通过下标从最后一个字符开始遍历原字符串，并使用操作符+=将字符拼接到新字符串中。这种方法的缺点是需要额外的空间来存储新字符串，并且每次拼接字符都会导致内存重新分配，效率较低。

2. 双指针法

改进思路是使用双指针法来减少时间复杂度。具体思路是使用两个指针，一个指向字符串的开头，另一个指向字符串的末尾，不断交换两个指针指向的字符，直到两个指针相遇。

算法步骤：
- 创建一个与原字符串相同的字符串 reversedStr作为结果字符串。
- 使用两个指针 left 和 right，分别指向字符串的开头和末尾。
- 循环交换 left 和 right 指向的字符，然后 left 向右移动一位， right 向左移动一位，直到 left 和 right 相遇。
- 返回 reversedStr 字符串作为翻转后的结果。




#include <iostream>
#include <string>std::string reverseString(std::string str) {std::string reversedStr = str;int left = 0;int right = str.length() - 1;while (left < right) {std::swap(reversedStr[left], reversedStr[right]);left++;right--;}return reversedStr;
}int main() {std::string str ;std::getline(std::cin,str);std::string reversedStr = reverseString(str);std::cout << reversedStr << std::endl;return 0;
}

该方法的时间复杂度为O(n/2)，也就是O(n)，其中n为字符串的长度。通过原地交换字符的方式，避免了额外的空间开销，同时减少了字符串操作的次数，提高了算法的效率，同时，代码简洁度也获得了提高。

3.用处

字符串翻转在C++中有许多实际应用，下面列举了几个常见的用途：

1. 判断回文字符串：字符串翻转可以用于判断一个字符串是否为回文字符串。回文字符串是指正读和反读都相同的字符串，比如"level"和"radar"。可以将字符串翻转后与原来的字符串进行比较，如果相同则是回文字符串。

2. 字符串反转：有时候需要将字符串的字符顺序反转。比如将字符串"hello"翻转为"olleh"。可以使用字符串翻转算法将字符串的字符顺序反转。

3. 字符串拼接或反转拼接：字符串翻转可以与字符串拼接操作结合使用，以实现一些特定的功能。比如将两个字符串拼接在一起，可以先将其中一个字符串进行翻转，然后再进行拼接。

4. 字符串匹配：字符串翻转也可以用于字符串匹配算法中。一些字符串匹配算法，如KMP算法，可以使用字符串翻转来加快匹配的效率。

总之，字符串翻转在C++中有很多实际应用，能够处理字符串相关的问题。在实际编程中，根据具体需求选择合适的字符串翻转方法，可以提高程序的效率和逻辑清晰度。

4.练习

判断一个字符串是否为回文字符串

解决方案：可以先将字符串进行反转，然后与原字符串进行比较，如果相同则是回文字符串。

#include <iostream>
#include <string>bool isPalindrome(const std::string& s) {std::string reversed = reverseString(s);return s == reversed;
}int main() {std::string s ;std::getline(std::cin,s);bool isPalin = isPalindrome(s);std::cout << isPalin << std::endl; // 输出 1 (true)return 0;
}