题目描述

链接：https://leetcode-cn.com/problems/reverse-string

编写一个函数，其作用是将输入的字符串反转过来。输入字符串以字符数组 char[] 的形式给出。

不要给另外的数组分配额外的空间，你必须原地修改输入数组、使用 O(1) 的额外空间解决这一问题。

你可以假设数组中的所有字符都是 ASCII 码表中的可打印字符。

示例 1：
输入：[“h”,”e”,”l”,”l”,”o”]
输出：[“o”,”l”,”l”,”e”,”h”]

示例 2：
输入：[“H”,”a”,”n”,”n”,”a”,”h”]
输出：[“h”,”a”,”n”,”n”,”a”,”H”]

题解

如果不考虑题目条件，可以考虑使用 StringBuilder 的 reverse() 反转方法。

  1. class Solution {
  2.     public void reverseString(char[] s) {
  3.         StringBuilder builder = new StringBuilder(String.valueOf(s));
  4.         s = builder.reverse().toString().toCharArray();
  5.     }
  6. }

根据题目要求：不要给另外的数组分配额外的空间，你必须原地修改输入数组、使用 O(1) 的额外空间

思路 - 对称交换

直接将字符数组第一个与最后一个互换位置，第二个与倒数第二个互换位置即可。

  1. class Solution {
  2.     public void reverseString(char[] s) {
  3.         int length = s.length;
  4.         for (int i = 0; i < length / 2; i++) {
  5.             char temp = s[i];
  6.             s[i] = s[length - 1 -i];
  7.             s[length - 1 - i] = temp;
  8.         }
  9.     }
  10. }

双指针思想

对于长度为 N 的待被反转的字符数组，我们可以观察反转前后下标的变化，

  1. 反转前字符数组为 s[0] s[1] s[2] … s[N - 1]；
  2. 反转后字符数组为 s[N - 1] s[N - 2] … s[0]；
  3. 比较反转前后下标变化很容易得出 s[i] 的字符与 s[N - 1 - i] 的字符发生了交换的规律，因此我们可以得出如下双指针的解法：
  • 定义两个变量left，right分别指向第一个元素和最后一个元素；
  • 当 left < right 时，交换 left、right 指向的元素，同时 left 右移，right 左移；

  • 当 left >= right 时，反转完成；

    1. class Solution {
    2.   public void reverseString(char[] s) {
    3.       int length = s.length;
    4.       for (int left = 0, right =  length - 1; left < right; left ++, right --) {
    5.           char temp = s[left];
    6.           s[left] = s[right];
    7.           s[right] = temp;
    8.       }
    9.   }
    10. }

    递归思想

    1. class Solution {
    2.   public void reverseString(char[] s) {
    3.       if (s == null || s.length == 0)
    4.           return;
    5.       reverseSubChar(s, 0, s.length - 1);
    6.   }
    8.   public void reverseSubChar(char[] s, int left, int right) {
    9.       if (left >= right) {
    10.           return;
    11.       }
    12.       s[left] ^= s[right];
    13.       s[right] ^= s[left];
    14.       s[left] ^= s[right];
    15.       reverseSubChar(s, ++left, --right);
    16.   }

    或者先递归再交换。
    这里递归方法使用的 left + 1，而不是 ++left，原因是，left + 1 不会改变 left 的值，在递归结束返回时，交换 left 和 right 的下标才正确。

    public void reverseSubChar(char[] s, int left, int right) {
  if (left >= right) {
      return;
  }
  reverseSubChar(s, left + 1, right - 1);
  s[left] ^= s[right];
  s[right] ^= s[left];
  s[left] ^= s[right];
}

    知识点：交换的几种方式

    临时变量法

    public void swap(int a, int b) {
  int temp = a;
  a = b;
  b = temp;
}

    运算法

    使用 +、-、*、/、位运算等操作进行交换

    public void swap(int a, int b) {
  a = a + b;
  b = a - b;
  a = a - b;
}

    public void swap(int a, int b) {
  a = a - b;
  b = a + b;
  a = b - a;
}

    public void swap(int a, int b) {
  a ^= b;
  b ^= a;
  a ^= b;
}