用递归实现字符串逆序（不使用库函数）

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前言

嗨，亲爱的读者们！我是艾老虎尤，今天，我们将探索一个题目，这个题目对新手非常友好，。在这个题目中，我们将遇到各种编程元素，输入输出，条件语句，指针，循环，函数和递归，当然如果你是老手的话，也可以和我一起复习一下这些最基础的知识，话不多说，我们直接开始。

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一、题目要求

编写一个函数 reverse_string(char * string)（递归实现）

实现： 将参数字符串中的字符反向排列，不是逆序打印。

要求： 不能使用C函数库中的字符串操作函数。

比如:

char arr[] = "abcdef";

逆序之后数组的内容变成：fedcba

二、解题步骤

1.大概框架

首先我们利用最基本的信息先把整个框架写出来，比如他要一个字符串，要一个函数，我们就可以先把这些和主函数写出来。

代码如下（示例）：

#include
//返回类型  函数名     函数体
void reverse_string(char* arr)
{

}

int main()
{
	char arr[] = "abcdef";//字符串
	reverse_string(arr);//定义的函数
	return 0;
}

数组名就是数组首元素的地址，是地址的话函数就要使用指针接收

2.如何反向排列？

首先我们设想一下，假设一个字符里面存储的是abcdef，咱们可以先调转a和f的位置，然后再调转b和e的位置，然后再调转c和d的位置，用代码怎么实现呢？实际上很简单，a就是字符串第一个元素，f就是字符串里面最后一个元素，所以我们先要求出字符串的长度。

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3.模拟实现strlen

我们都是到有一个库函数叫做strlen，它的逻辑就是求从第一个字符开始向后进行查找，直到遇到字符串的结束标志\0,就返回\0之前出现过字符的总和，就是求出字符串的长度，但是题目规定不能使用库函数，所以我们就模拟实现库函数。

代码如下（示例）：

#include
int my_strlen(char* arr)
{
	int count = 0;//计数器
	while (*arr != '\0')//如果这个元素不等于结束标志，进入循环
	{
		count++;//计数器自增1
		arr++;//找到下一个需要对比的元素
	}
	printf("字符串的长度是：%d\n", count);
	return count;
}

//返回类型  函数名     函数体
void reverse_string(char* arr)
{
	int len = my_strlen(arr);//自定义函数求字符串长度
}

int main()
{
	char arr[] = "abcdef";//字符串
	reverse_string(arr);//定义的函数
	return 0;
}

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4.实现反向排列

当我们知道了字符串的长度之后，我们就定义两个变量，
一个叫left，对应的是我们第一个元素的位置
第二个叫right，对应的是我们最后一个元素的位置
当我们交换完一对元素后，让left向后移动一位，找到下一个元素，在让right向前移动一位，找到上一个元素，接下来我为大家画图展示。

上图我们发现，交换的过程是一个循环，而当right>left的时候，就证明元素全部交换完了，不需要再进行下去了，由此我们可以写出以下代码。

代码如下（示例）：

#include
int my_strlen(char* arr)
{
	int count = 0;//计数器
	while (*arr != '\0')//如果这个元素不等于结束标志，进入循环
	{
		count++;//计数器自增1
		arr++;//找到下一个需要对比的元素
	}
	printf("字符串的长度是：%d\n", count);
	return count;
}

//返回类型  函数名     函数体
void reverse_string(char *arr)
{
	int len = my_strlen(arr);//自定义函数求字符串长度
	int left = 0;
	int right = len - 1;
	while (right > left)
	{
		//交换两个元素
		char tmp = *(arr+left);
		*(arr + left) = *(arr+right);
		*(arr + right) = tmp;
		left++;
		right--;
	}
}

int main()
{
	char arr[] = "abcdef";//字符串
	reverse_string(arr);//定义的函数
	printf("%s", arr);
	return 0;
}

写到这里的时候，就已经可以实现反向排列了。

运行效果：

可是题目要求我们使用递归解决，于是我要改进一下代码，让代码符合题意。

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5.递归实现反向排列

递归的两个必要条件
1.存在限制条件，当满足这个限制条件的时候，递归便不再继续。
2.每次递归调用之后越来越接近这个限制条件

之前我们的思路是把第一个元素放到倒数第一的位置上，把第二个元素放到倒数第二的位置上，以此内推，实际上我们也可以把问题看成，先交换第一个元素和最后一个元素，再递归第二个元素，以此内推，我还是画图为大家展示。

void reverse_string(char* arr)
{
	int len = my_strlen(arr);//自定义函数求字符串长度
	char tmp = *arr;
	*arr = *(arr + len - 1);
	*(arr + len - 1) = tmp;

	reverse_string(arr + 1);//递归从下一个元素开始

}

这里我们会发现第一个问题，就是当第一次交换完后，再进入reverse_string函数如果从下一个元素开始的话，递归就会混乱，我画图为大家展示。

想解决这个问题也不难，我们只需要改变语句的执行顺序，先把最后元素赋值成 \0，等递归结束再把a的值赋值给\0

void reverse_string(char* arr)
{
	int len = my_strlen(arr);//自定义函数求字符串长度
	char tmp = *arr;
	*arr = *(arr + len - 1);
	*(arr + len - 1) = '\0';

	reverse_string(arr + 1);

	*(arr + len - 1) = tmp;


}

最后我们给递归添加一个限制条件，不然的话他会一直递归下去，限制条件就是当递归里面的元素大于等于2时，才需要继续递归。

完整代码：

#include
int my_strlen(char* arr)
{
	int count = 0;//计数器
	while (*arr != '\0')//如果这个元素不等于结束标志，进入循环
	{
		count++;//计数器自增1
		arr++;//找到下一个需要对比的元素
	}
	printf("字符串的长度是：%d\n", count);
	return count;
}

//返回类型  函数名     函数体
void reverse_string(char* arr)
{
	int len = my_strlen(arr);//自定义函数求字符串长度
	char tmp = *arr;
	*arr = *(arr + len - 1);
	*(arr + len - 1) = '\0';
	if(my_strlen(arr+1)>=2)
		reverse_string(arr + 1);

	*(arr + len - 1) = tmp;


}

int main()
{
	char arr[] = "abcdef";//字符串
	reverse_string(arr);//定义的函数
	printf("%s", arr);
	return 0;
}

效果展示：

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总结

在本篇博客中，我们讨论了如何使用递归的方式来实现字符串的逆序。通过不使用库函数，我们需要仅仅使用递归来实现这一功能。

首先，我们讨论了递归的基本概念和原理，指出了使用递归的条件：问题可以被分解为较小的子问题，并且每个子问题可以通过调用相同的函数来解决。然后，我们通过编写一个递归函数来实现字符串的逆序。

在实现递归函数时，，我们使用递归的方式，将字符串的第一个字符与最后一个字符进行交换，从而实现字符串的逆序。我们将交换后的字符串作为一个新的问题传递给递归函数，直到递归到边界条件，逆序的字符串最后返回。

最后，我们给出了逆序字符串的示例代码，并通过测试验证了递归函数的正确性。

通过本篇博客的学习，我们深入理解了递归的原理和应用，掌握了使用递归函数来实现字符串逆序的方法。递归函数的实现过程相对简单，但需要注意边界条件的处理和递归调用的方式。