力扣第6题-Swift题解：Z字型变换

模拟题

题目描述

将一个给定字符串 s 根据给定的行数 numRows，以从上往下、从左到右进行 Z 字型排列。

比如输入字符串为 “PAYPALISHIRING” 行数为 3 时，排列如下：

P   A   H   N
A P L S I I G
Y   I   R

之后，你的输出需要从左往右逐行读取，产生出一个新的字符串，比如："PAHNAPLSIIGYIR"。

请你实现这个将字符串进行指定行数变换的函数：

string convert(string s, int numRows);

示例 1：

输入：s = "PAYPALISHIRING", numRows = 3
输出："PAHNAPLSIIGYIR"

示例 2：

输入：s = "PAYPALISHIRING", numRows = 4
输出："PINALSIGYAHRPI"
解释：
P     I    N
A   L S  I G
Y A   H R
P     I

示例 3：

输入：s = "A", numRows = 1
输出："A"

提示：

• 1 <= s.length <= 1000
• s 由英文字母（小写和大写）、',' 和 '.' 组成
• 1 <= numRows <= 1000

来源：
力扣（LeetCode）

思路

这道模拟题的关键思路是坐标变换，即需要对两个字符串的坐标进行映射。

假定输入字符串为s，输出字符串为p，那么映射的思路分两种，一种是从第一个下标开始遍历s，寻找在p对应的下标；第二种思路是反过来从第一个下标遍历p，寻找在字符串s中对应的下标。第二种思路会更好计算一点。

观察字符串s的“前进”规律可以发现，字符串中的字符要么是向下运动，要么是斜线向上运动。
而对于字符串p，它是负责逐字符行打印Z型中的每一行的。

计算规律如下：

1. 对于z型的任意第i行的起始字符，都对应字符串s的第i个字符。
2. 对于z型的任意字符来说，只要该在z字型中往右移动一次，要么是通过先向下移动再斜向上移动的方式，要么是通过先斜向上移动再向下移动的方式进行。
3. 对于首行z型字符而言，始终往右移一位是通过向下移动再斜向上移动方式进行。
4. 对于末行z型字符而言，始终往右移一位是通过向下移动再斜向上移动方式进行。
5. 对于既非首行也非末行的其它z型字符而言，从首列开始，往右移动的移动规律是先向下移动再斜向上移动，下一步骤是先斜向上再向下移动交替进行。

利用如上描述的规律，就可以写代码模拟z型运动逻辑。通过逐行扫描z型字符，即可把对应的字符写入到p中。

swift代码：

class Solution {
    func convert(_ s: String, _ numRows: Int) -> String {
        guard numRows > 1 else { return s }
        let cs = s.cString(using: .ascii)!
        let count = cs.count
        var ans: [CChar] = Array(repeating: 0, count: count)

        var i1 = 0
        var i0 = 0
        var row = 0
        // 标记下一步移动是先向下，还是先斜向上
        var down = true 
        while i1 < count - 1 {
            ans[i1] = cs[i0]
            i1 += 1
            // 对于不同的移动方式，计算对应的偏移索引
            i0 += down ? (numRows-row-1)*2 : row*2
            if i0 >= count - 1 {
                row += 1
                i0 = row
                down = row == numRows - 1 ? false : true
            } else if row != 0 && row != numRows - 1 {
                down.toggle()
            }
        }

        return String(cString: ans)
    }
}