Java算法之字符串反转分析
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在基本的工作内容开发中，算法不会显得那么重要，而在百万级别的时候，差距非常大，今天带大家研究下常见的字符串反转算法。
public class StringReverse {
public static String reverse1(String orig) {
char[] s = orig.toCharArray();
int n = s.length - 1;
int halfLength = n / 2;
for (int i = 0; i <= halfLength; i++) {// 2分法+替换算法
char temp = s[i];
s[i] = s[n - i];
s[n - i] = temp;
}
return new String(s);
}
public static String reverse2(String s) {// 2分法+异或算法
char[] str = s.toCharArray();
int begin = 0;
int end = s.length() - 1;
while (begin < end) {
str[begin] = (char) (str[begin] ^ str[end]);
str[end] = (char) (str[begin] ^ str[end]);
str[begin] = (char) (str[end] ^ str[begin]);
begin++;
end--;
}
return new String(str);
}
public static String reverse3(String s) {// jdk提供
return new StringBuffer(s).reverse().toString();
}
public static String reverse4(String s) {// 2分递归算法
int length = s.length();
if (length <= 1)
return s;
String left = s.substring(0, length / 2);
String right = s.substring(length / 2, length);
return reverse1(right) + reverse1(left);
}
public static String reverse5(String s) {// 傳統从后往前加
int length = s.length();
String reverse = "";
for (int i = 0; i < length; i++)
reverse = s.charAt(i) + reverse;
return reverse;
}
public static String reverse6(String s) {//傳統與5雷同
char[] array = s.toCharArray();
String reverse = "";
for (int i = array.length - 1; i >= 0; i--)
reverse += array[i];
return reverse;
}
public static String reverse7(String s) {// 利用栈先进后出的特性
char[] str = s.toCharArray();
Stack stack = new Stack();
for (int i = 0; i < str.length; i++)
stack.push(str[i]);
String reversed = "";
for (int i = 0; i < str.length; i++)
reversed += stack.pop();
return reversed;
}
public static void main(String[] args) {
String str = "hello world !";
int length = 10000000;
long curTime = System.currentTimeMillis();
for (int i = 0; i < length; i++) {
reverse1(str);
}
System.out.println("reverse1:" + (System.currentTimeMillis() - curTime));
curTime = System.currentTimeMillis();
for (int i = 0; i < length; i++) {
reverse2(str);
}
System.out.println("reverse2:" + (System.currentTimeMillis() - curTime));
curTime = System.currentTimeMillis();
for (int i = 0; i < length; i++) {
reverse3(str);
}
System.out.println("reverse3:" + (System.currentTimeMillis() - curTime));
curTime = System.currentTimeMillis();
for (int i = 0; i < length; i++) {
reverse4(str);
}
System.out.println("reverse4:" + (System.currentTimeMillis() - curTime));
curTime = System.currentTimeMillis();
for (int i = 0; i < length; i++) {
reverse5(str);
}
System.out.println("reverse5:" + (System.currentTimeMillis() - curTime));
curTime = System.currentTimeMillis();
for (int i = 0; i < length; i++) {
reverse6(str);
}
System.out.println("reverse6:" + (System.currentTimeMillis() - curTime));
curTime = System.currentTimeMillis();
for (int i = 0; i < length; i++) {
reverse7(str);
}
System.out.println("reverse7:" + (System.currentTimeMillis() - curTime));
}
}
其他有趣的算法：
如赛马问题，25匹马，5个赛道，如何在不用工具的情况下，找到最快的5匹。问题可以简化为3匹马，3个赛道。
分A B C三组马，各赛一场，结果如下：
A1 A2 A3
B1 B2 B3
C1 C2 C3
3场第1名赛一场，得出第1名
如果是A1，则A2跟B1和C1比1场，其他同理，找出第2名
如果是B1，则A2跟B2和C1比1场，其他同理，找出第3名
比赛结束，共需要6场
同理可算出，25匹马需要10场。
如运煤问题，3000吨煤，用载重1000吨的火车，从原点运往终点，路程1000公里，每公里消耗1吨煤，到终点时煤剩几何？
粗略一算，第一种方案：
第一轮，
第1次，先拉1000吨到A，卸下500吨，返回，行程250公里
第2次，再拉1000吨到A，卸下500吨，返回，行程250公里，同理第三次
第3次后，A地剩下1500吨煤，行程250公里
第二轮
继续第4次，同上，到B地行程187.5公里，每次卸下375吨货物
两轮后，行程437.5公里，剩下货物750吨
第三轮
一次性运到，共剩余312.5吨
分析：由于第三轮每次只运750吨，运量未满，导致最终运送较少。
粗略一算，第二种方案：
第1次，先拉1000吨到A，
卸下500吨
，
行程250公里
，返回
第2次，再拉1000吨到A，加上250吨满载，剩下250吨；走250公里到B，卸下250吨，总行程250公里，返回
第3次，再拉1000吨到A，加上250吨满载；再走250公里到B，加上前两次剩下的共500吨，满载1000吨继续
直行到终点，共剩余
500吨
分析：似乎比较完美，每次都是满载。
粗略一算，第三种方案：
变下思路，将此题变成n千吨煤，可以走多少公里，即消耗多少
那么1000吨走1000公里，2000吨运两次，向前3次向后2次，向前只能多走1/3公里，即1000*（1+1/3)公里，
同理可得3000吨走1000*（1+1/3+1/5）公里，n千吨可走1000*（1+1/3+1/5+……+1/(2n-1)）公里
那么3000公里剩余多少呢？前两句已经讲了3000吨可走的公里，每公里1吨，多出多少公里即多出多少吨
即1000*（1+1/3+1/5）-1000=1600/3吨，即533.33吨。功夫不负有心人，这就是最终答案！