今天是小浩算法 “365刷题计划” 第103天。分享的这道题虽然很简单,但是在笔试或者面试当中,出现的频率却非常高。

01

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旋转字符串


经典常考类算法题目。


第796题:给定两个字符串, A 和 B。A 的旋转操作就是将 A 最左边的字符移动到最右边。例如, 若 A = 'abcde',在移动一次之后结果就是'bcdea' 。如果在若干次旋转操作之后,A 能变成B,那么返回True。


示例 1:

输入: A = 'abcde', B = 'cdeab'

输出: true

示例 2:

输入: A = 'abcde', B = 'abced'

输出: false

注意:A 和 B 长度不超过 100。


题意还是很容易理解的,说白了就是每次把前面的元素放到最后面:

02

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题解分析


这道题目看起来简单,但其实很容易出错。


这道题目最容易想到的解法,其实就是跟着题意来。每次将旋转后的A和目标串对比:

//java
class Solution {
    public boolean rotateString(String A, String B) {
        if (A.equals("") && B.equals("")) {
            return true;
        }
        int len = A.length();
        for (int i = 0; i < len; i++) {
            String first = A.substring(0, 1);
            String last = A.substring(1, len);
            A = last + first;
            if (A.equals(B)) {
                return true;
            }
        }
        return false;
    }
}

但是代码其实并不优雅,我们继续观察一下这个字符串:

无论它怎样旋转,最终的 A + A 包含了所有可以通过旋转操作从 A 得到的字符串:

那我们是不是只需要判断 B 是否为 A + A 的子串就可以了:


//java
class Solution {
    public boolean rotateString(String A, String B) {
        return A.length() == B.length() && (A + A).contains(B);
    }
}

一般面试写的话,基本就是到这个程度。但是大概率面试官这时还会问你一个问题:如何继续进行优化?

注意我们上面问题,其实已经转化为了:判断 B 是否为 A + A 的子串。那我们就可以引申答出 KMP,SUNDAY,BF 等字符串匹配策略。(当然,这里其实 SUNDAY 并不是特别适合)

然后就是用相应的匹配策略,来实现转化后的问题。

这里附上一份 KMP 解题代码:

1//java
2class Solution {
3    public boolean rotateString(String A, String B) {
4        int N = A.length();
5        if (N != B.length()) return false;
6        if (N == 0) return true;
7
8        int[] shifts = new int[N+1];
9        Arrays.fill(shifts, 1);
10        int left = -1;
11        for (int right = 0; right < N; ++right) {
12            while (left >= 0 && (B.charAt(left) != B.charAt(right)))
13                left -= shifts[left];
14            shifts[right + 1] = right - left++;
15        }
16
17        //Find match of B in A+A
18        int matchLen = 0;
19        for (char c: (A+A).toCharArray()) {
20            while (matchLen >= 0 && B.charAt(matchLen) != c)
21                matchLen -= shifts[matchLen];
22            if (++matchLen == N) return true;
23        }
24        return false;
25    }
26}

这个有兴趣可以看看,代码是 leetcode 官方的。

03

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算法小知识


KMP算法是一种改进的字符串匹配算法,由D.E.Knuth,J.H.Morris和V.R.Pratt提出的,因此人们称它为克努特—莫里斯—普拉特操作(简称KMP算法)。KMP算法的核心是利用匹配失败后的信息,尽量减少模式串与主串的匹配次数以达到快速匹配的目的。具体实现就是通过一个next()函数实现,函数本身包含了模式串的局部匹配信息。KMP算法的时间复杂度O(m+n)。