1.設計一個算法,把一個含有N個元素的數組循環右移K位,要求時間復雜度為O(N),

且只允許使用兩個附加變量。
方法一:
每次將數組中的元素右移一位,循環K次,則實現了右移K位。
例如,
原始字符串:abcd1234
右移一位:4abcd123
右移一位:34abcd12
右移一位:234abcd1
右移一位:1234abcd
循環4次,則實現了右移4次

實現函數如下:

void right_shift(char *str, int N, int K)
{
    
char temp;
    K 
%= N; //目的是,當K > N時,移動K次與移動K-i*N次是一樣的。
    while(K--)
    {
        t 
= str[N -1];
        
for(int i = N - 1; i > 0; i--)
            str[i] 
= str[i - 1];
        str[
0= t;
    }
}

從上面的實現代碼可以看出,
由于K %= N, 所以while循環的K值是小于N的。所以時間復雜度最大為O(N^2), 空間復雜度為O(1),不符合題目要求。

方法二:
對于原始字符串abcd1234,右移2位后為:34abcd12。
通過比較可以看出,有兩段子字符串的順序是不變的。abcd12和34。
則可發現,右移K位的過程就是把數組的兩部分交換的過程。

例如:abcd12|34.
對abcd12逆序排列:21dcba
對34逆序排列:   43
對全部的21dcba|43進行逆序排列:34abcd21.

得出如下結論:
將字符串S="abcd1234"分為兩部分X="abcd12"和Y="34"。那么S=(X, Y)
X逆序記為X'="21dcba"
Y逆序記為Y'="43"
則(X', Y')="21dcba43"整體再逆序為"34abcd12" = (Y, X)

即(X', Y')' = (Y, X)

代碼實現如下:


void reverse(char* str, int begin, int end)
{
    char temp;
    for( ; begin < end; begin++)
    {
        temp = str[end];
        str[end] = str[begin];
        str[begin] = temp;
    }
}

void right_shift(char *str, int N, int K)
{
    K %= N;
    reverse(str, 0, N - K -1);
    reverse(str, N - K, N - 1);
    reverse(str, 0, N - 1);
}


該算法則實現了在線性時間內實現右移操作了。

編寫主函數測試如下:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main()
{
    char str[] = "abcd1234";
    printf("The initial string:%s\n", str);
    
    right_shift(str, 8, 2);
    printf("The string after right shift:%s\n", str);
    
    system("pause");
    return 0
}

2.實現對字符串進行左旋轉的函數,要求對長度為n的字符串操作的時間復雜度為O(n), 空間復雜度為O(1).
例如,原始字符串:abcd1234,左旋轉2位后為:cd1234ab
通過上面的1的分析,只是把右移改為左移。其他方法相同。
代碼實現如下: 

void reverse(char* str, int begin, int end)
{
    char temp;
    for( ; begin < end; begin++)
    {
        temp = str[end];
        str[end] = str[begin];
        str[begin] = temp;
    }
}

void right_shift(char *str, int N, int K)
{
    K %= N;
    reverse(str, 0, K -1);
    reverse(str, K, N - 1);
    reverse(str, 0, N - 1);
}

int main()
{
    char str[] = "abcd1234";
    printf("The initial string:%s\n", str);
    
    right_shift(str, 8, 2);
    printf("The string after right shift:%s\n", str);
    
    system("pause");
    return 0
}