LeetCode（6.Z字形变换[中等]）

题目

将一个给定字符串根据给定的行数，以从上往下、从左到右进行 Z 字形排列。

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

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：“LCIRETOESIIGEDHN”。

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 = “LEETCODEISHIRING”, numRows = 3
输出: “LCIRETOESIIGEDHN”
示例 2:

输入: s = “LEETCODEISHIRING”, numRows = 4
输出: “LDREOEIIECIHNTSG”
解释:

题目解析及优化

1. 我自己愿意称下面的方法为暴力法

   既然想要将字符串转变成为Z形输出，那就用一个二维数组，将字符串依次填到对应位置上，然后按行进行输出即可。直接上代码：

   class Solution {
   public:
       string convert(string s, int numRows) {
           char arr[numRows][500];
           //初始化二维数组
           for (int i = 0; i < numRows; i++) {
               for (int j = 0; j < 500; j++) {
                   arr[i][j] = '#';
               }
           }
           //设置每个循环的Z多少个字符（T），横向占多少行（line）
           int T = numRows == 1 ? 1 : 2 * numRows - 2;
           int line = numRows == 1 ? 1 : 1 + numRows - 2;
           for (int i = 0; i < s.size(); i++) {
               int n = i / T;
               int pos = i % T + 1;
               if (pos > numRows) {
                   arr[2 * numRows - pos - 1][n * line + pos - numRows] = s[i];
               } else {
                   arr[pos - 1][n * line] = s[i];
               }
           }
           string ans;
   		//逐行扫描添加到答案中
           for (int i = 0; i < numRows; i++) {
               for (int j = 0; j < 500; j++) {
                   if (arr[i][j] != '#') {
                       ans.push_back(arr[i][j]);
                   }
               }
           }
           return ans;
       }
   };
   

   对这种解法还能做进一步的优化。‘#’字符只起到了方便观看的作用，而没有实际用途。对字符串s逐步遍历的时候，直接找出应该跟在哪一行后即可。优化之后代码如下：

   class Solution {
   public:
       string convert(string s, int numRows) {
           if (numRows == 1)return s;
           string ans;
           vector  result(numRows);
           bool flag = true;
           int line = 0;
           for (int i = 0; i < s.size(); i++) {
               result[line].push_back(s[i]);
               if ((line == 0 || line == numRows - 1) && i > 0) {
                   flag = !flag;
               }
               line += flag ? 1 : -1;
           }
           for (int i = 0; i < numRows; i++) {
               ans = ans + result[i];
           }
           return ans;
       }
   };
   

2. 直接输出

   其实在写第一种方法途中找每个字符在二维数组中的位置，就基本可以想到第二种方法，对初始字符串最直接处理并输出。第一种方法是从初始字符串找每个字符在新字符串中的位置，第二种是从目标字符串思考，每个字符串来自原来字符串的上面地方。

   第0行的字符位于索引的k(2*numRows-2)处。

   第numRows-1行的字符位于(2*numRows - 2) + numRow-1处

   中间的行位于 (2 * numRows-2) + i 和(2 * numRows -2) -i处

   以上的坐标为第一个周期内，其余的乘倍数即可

   代码如下：

   class Solution {
   public:
       string convert(string s, int numRows) {
           if (numRows == 1) {
               return s;
           }
           string ans;
           int n = s.size();
           int T = 2 * numRows - 2;
           for (int i = 0; i < numRows; i++) {
               for (int j = 0; i + j < n; j += T) {
                   ans.push_back(s[i + j]);
                   //在中间行时额外输一次
                   if (i > 0 && i < (numRows - 1) && j + T - i < n) {
                       ans.push_back(s[j + T - i]);
                   }
               }
           }
           return ans;
       }
   };
   

   心得及总结

   • 看到题目最先想到的应该是二维数组去遍历，但是用二维数组会浪费一些空间，此时可以根据字符串遍历的特征去改变策略。拿到题目有基本的做法时多想一步，思考这种做法的本质去优化；
   • 在每一次循环的时候输出次数不一样时，将比较另类的判断并输出；
   • 在第一种方法的优化过程中，判断转换方向的时候忘记了行数等于0的时候，解决方法除了增加转换条件还可以直接将方向改为向上也可以；