算法系列：字符串逆序

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给定一个字符串 s，将 s 中的字符顺序颠倒过来，比如 s="abcd"，逆序后变成 s="dcba"。

普通逆序

直接分配一个与原字符串等长的字符数组，然后反向拷贝一下即可。

 01
 char *Reverse(char *s)

 02
 {

 03
     //将q指向字符串最后一个字符

 04
     char *q = s ;

 05
     while(*q++)

 06
         ;

 07
     q -= 2 ;

 08
  
 09
     //分配空间，存储逆序后的字符串。

 10
     char *p = new char[sizeof(char) * (q - s + 2)] ;

 11
     char *r = p ;

 12
  
 13
     // 逆序存储

 14
     while(q >= s)

 15
         *p++ = *q-- ;

 16
     *p = '' ;

 17
  
 18
     return r ;

 19
 }

原地逆序

英文叫做in-place reverse。这是最常考的，原地逆序意味着不允额外分配空间，主要有以下几种方法，思想都差不多，就是将字符串两边的字符逐个交换，如下图。给定字符串"abcdef"，逆序的过程分别是交换字符a和f，交换字符b和e，交换字符c和d。

设置两个指针，分别指向字符串的头部和尾部，然后交换两个指针所指的字符，并向中间移动指针直到交叉。

 01
 char *Reverse(char *s)

 02
 {

 03
     // p指向字符串头部

 04
     char *p = s ;

 05
  
 06
     // q指向字符串尾部

 07
     char *q = s ;

 08
     while(*q)

 09
         ++q ;

 10
     q -- ;

 11
  
 12
     // 交换并移动指针，直到p和q交叉

 13
     while(q > p)

 14
     {

 15
         char t = *p ;

 16
         *p++ = *q ;

 17
         *q-- = t ;

 18
     }

 19
  
 20
     return s ;

 21
 }

用递归的方式，需要给定逆序的区间，调用方法:Reverse(s, 0, strlen(s)) ;

 01
 // 对字符串s在区间left和right之间进行逆序，递归法

 02
 char *Reverse( char *s, int left, int right )

 03
 {

 04
     if(left >= right)

 05
         return s ;

 06
  
 07
     char t = s[left] ;

 08
     s[left] = s[right] ;

 09
     s[right] = t ;

 10
  
 11
     Reverse(s, left + 1, right - 1) ;

 12
 }

非递归法，同样指定逆序区间，和方法一没有本质区别，一个使用指针，一个使用下标。

 01
 // 对字符串str在区间left和right之间进行逆序

 02
 char *Reverse( char *s, int left, int right )

 03
 {

 04
     while( left < right )

 05
     {

 06
         char t = s[left] ;

 07
         s[left++] = s[right] ;

 08
         s[right--] = t ;

 09
     }

 10
  
 11
     return s ;

 12
 }

不允许临时变量的原地逆序

上面的原地逆序虽然没有额外分配空间，但还是使用了临时变量，严格的说也算是额外的空间吧，如果再严格一点，连临时变量也不允许的话，主要有下面两种方法。一是异或操作，因为异或操作可以交换两个变量而无需借助第三个变量，二是使用字符串的结束符''所在的位置作为交换空间，这样有个局限，就是只适合以''结尾的字符串，对于不支持这种字符串格式的语言，就不能使用了。

使用字符串结束符''所在的位置作为交换空间：

 01
 // 使用字符串结束符''所在的位置作为交换空间

 02
 char* Reverse(char* s)

 03
 {

 04
     char* r = s ;

 05
  
 06
     // 令p指向结束符

 07
     char* p = s;

 08
     while (*p != '')

 09
         ++p ;

 10
  
 11
     // 令q指向字符串最后一个字符

 12
     char* q = p - 1;

 13
  
 14
     // 使用p作为交换空间逐个交换字符

 15
     while (q > s)

 16
     {

 17
         *p = *q ;

 18
         *q-- = *s ;

 19
         *s++ = *p ;

 20
     }

 21
  
 22
     *p = '' ; // 恢复结束符

 23
  
 24
     return r ;

 25
 }

使用异或操作

 01
 // 使用异或操作对字符串s进行逆序

 02
 char* Reverse(char* s)

 03
 {

 04
     char* r = s ;

 05
  
 06
     //令p指向字符串最后一个字符

 07
     char* p = s;

 08
     while (*(p + 1) != '')

 09
         ++p ;

 10
  
 11
     // 使用异或操作进行交换

 12
     while (p > s)

 13
     {

 14
         *p = *p ^ *s ;

 15
         *s = *p ^ *s ;

 16
         *p = *p-- ^ *s++ ;

 17
     }

 18
  
 19
     return r ;

 20
 }

按单词逆序

给定一个字符串，按单词将该字符串逆序，比如给定"This is a sentence"，则输出是"sentence a is This"，为了简化问题，字符串中不包含标点符号。分两步：

先按单词逆序得到"sihT si a ecnetnes"
再整个句子逆序得到"sentence a is This"

对于步骤一，关键是如何确定单词，这里以空格为单词的分界。当找到一个单词后，就可以使用上面讲过的方法将这个单词进行逆序，当所有的单词都逆序以后，将整个句子看做一个整体（即一个大的包含空格的单词）再逆序一次即可，如下图所示，第一行是原始字符换，第二行是按单词逆序后的字符串，最后一行是按整个句子逆序后的字符串。

 01
 // 对指针p和q之间的所有字符逆序

 02
 void ReverseWord(char* p, char* q)

 03
 {

 04
     while(p < q)

 05
     {

 06
         char t = *p ;

 07
         *p++ = *q ;

 08
         *q-- = t ;

 09
     }

 10
 }

 11
  
 12
 // 将句子按单词逆序

 13
 char* ReverseSentence(char *s)

 14
 {

 15
     // 这两个指针用来确定一个单词的首尾边界

 16
     char *p = s ;    // 指向单词的首字符

 17
     char *q = s ;    // 指向空格或者 ''

 18
  
 19
     while(*q != '')

 20
     {

 21
         if (*q == ' ')

 22
         {

 23
             ReverseWord(p, q - 1) ;

 24
             q++ ; // 指向下一个单词首字符

 25
             p = q ;

 26
         }

 27
         else

 28
             q++ ;

 29
     }

 30
  
 31
     ReverseWord(p, q - 1) ; // 对最后一个单词逆序

 32
     ReverseWord(s, q - 1) ; // 对整个句子逆序

 33
  
 34
     return s ;

 35
 }

逆序打印

还有一类题目是要求逆序输出，而不要求真正的逆序存储。这题很简单，有下面几种方法，有的方法效率不高，这里仅是提供一个思路而已。先求出字符串长度，然后反向遍历即可。

 1
 void ReversePrint(const char* s)

 2
 {

 3
     int len = strlen(s) ;

 4
     for (int i = len - 1; i >= 0; --i)

 5
         cout << s[i];

 6
 }

如果不想求字符串的长度，可以先遍历到末尾，然后在遍历回来，这要借助字符串的结束符''。

 01
 void ReversePrint(const char* s)

 02
 {

 03
     const char* p = s ;

 04
  
 05
     while (*p)

 06
         *p++ ;

 07
  
 08
     --p ; //while结束时，p指向''，这里让p指向最后一个字符

 09
  
 10
     while (p >= s)

 11
     {

 12
         cout << *p ;

 13
         --p ;

 14
     }

 15
 }

对于上面第二种方法，也可以使用递归的方式完成。

 1
 void ReversePrint(const char* s)

 2
 {

 3
 if(*(s + 1) != '')

 4
 ReversePrint(s + 1) ;

 5
 cout << *s ;

 6
 }