图解LeetCode——899. 有序队列（难度：困难）

一、题目

给定一个字符串 s 和一个整数 k 。你可以从 s 的前 k 个字母中选择一个，并把它加到字符串的末尾。

返回 在应用上述步骤的任意数量的移动后，字典上最小的字符串 。

二、示例

2.1> 示例 1：

【输入】s = "cba", k = 1
【输出】"acb"
【解释】在第一步中，我们将第一个字符（“c”）移动到最后，获得字符串 “bac”。在第二步中，我们将第一个字符（“b”）移动到最后，获得最终结果 “acb”。

2.2> 示例 2：

【输入】s = "baaca", k = 3
【输出】"aaabc"
【解释】在第一步中，我们将第一个字符（“b”）移动到最后，获得字符串 “aacab”。在第二步中，我们将第三个字符（“c”）移动到最后，获得最终结果 “aaabc”。

提示：

1 <= k <= S.length <= 1000

s 只由小写字母组成。

三、解题思路

3.1> 思路1：根据k值是否为1去寻找规律

根据题意，我们可以知道，k值代表的就是待移动的元素范围集合，但是只能有一个元素会被移动到队尾。那么其实就可以大致分为两种情况，即：k等于1和k大于1这两种。那么我们就来一一的分析一下这两种情况所有的特性。

首先，我们来看一下k等于1的情况，当k等于1的时候，那么只需要将第一个字符移动到队尾即可，那么我们以字符串“cba”为例，当执行第一次移动时，移动后的结果为“bac”，再执行一次移动结果为“acb”，再执行一次移动后结果为“cba”。发现了没有，这个字符串一共3个字符，当k等于1时，移动了3次之后，结果还是“cba”，即：元素又“回归”为最初的字符串了。具体操作如下所示：

因此，从中我们得出了一个结论，如果k等于1的话，无论移动多少次，其实最终结果对字符的前后顺序都不会有影响，就像一个环形结构似的，不同的只是从哪个位置开始“读取”字符而已。

那么，我么再来看一下k大于1的情况。当k大于1，那么每次移动的时候，可以选择的移动元素个数就是多个了，那么也就相当于说，移动后的结果也会改变原有字符的前后顺序了。

根据题意，在多元素中会选择字符较大的移动到队尾，那么，如果我们不考虑移动次数，最终的结果会有一定的规律吗？答案是肯定的。那么规律是什么呢？其实最终的结果，就会是一个排序好的字符串。

要验证这个结论其实并不难，我们以字符串为“baaca”且k等于3为例，先尝试执行一下，看看结果是不是我们上面所总结的。首先，第一次移动时，由于k等于3，那么要求我们可以在“baa”这3个字符中选择一个字符移动到队尾，由于b是大于a的，所以，将b移动到队尾，那么字符串的结果等于“aacab”；我们继续移动，这次我们会从“aac”这3个字符中选择一个字符移动到队尾，由于c是大于a的，所以，将c移动到队尾，那么字符串的结果等于“aaabc”。通过这两次移动，我们就得到了一个字符排序好的字符串。具体操作如下所示：

为什么最终的结果会是一个排序好的字符串呢？这个其实有些类似我们排序算法中的“冒泡排序”，每次移动中，都是在一定范围内选择最大的放到队尾，那么在N次移动后，最终的结果就会变成了一个排序好的字符串了。具体代码实现，请参见：4.1> 实现1：根据k值是否为1去寻找规律

3.2> 思路2：使用StringBuilder代替String执行拼装操作

当我们采用String拼装的方式去实现新字符串的拼装之后，发现执行结果很不理想。那么有什么优化空间吗？其实我们可以尝试StringBuilder，以为当需要移动元素的时候，可以通过它所提供的deleteCharAt(...)方法去删除待移动的元素；同样，可以通过append(...)方法执行移动后元素的拼装。当我们将String操作都更换为StringBuilder之后，我们发现，执行耗时有了大大的缩短（根据结果，大致将执行效率提升了3倍）。具体代码实现，请参见：4.2> 实现2：使用StringBuilder代替String执行拼装操作

四、代码实现

4.1> 实现1：根据k值是否为1去寻找规律

class Solution {
    public String orderlyQueue(String s, int k) {
        if (k == 1) {
            String result = s;
            for (int i = 1; i < s.length(); i++) {
                s = s.substring(1) + s.charAt(0);
                if (result.compareTo(s) > 0) {
                    result = s;
                }
            }
            return result;
        } else {
            char[] sArray = s.toCharArray();
            Arrays.sort(sArray);
            return new String(sArray);
        }
    }
}

4.2> 实现2：使用StringBuilder代替String执行拼装操作

class Solution {
    public String orderlyQueue(String s, int k) {
        if (k == 1) {
            String result = s;
            StringBuilder sb = new StringBuilder(s);
            for (int i = 1; i < s.length(); i++) {
                char firstChar = sb.charAt(0);
                s = sb.deleteCharAt(0).append(firstChar).toString();
                if (result.compareTo(s) > 0) {
                    result = s;
                }
            }
            return result;
        } else {
            char[] sArray = s.toCharArray();
            Arrays.sort(sArray);
            return new String(sArray);
        }
    }
}

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题目来源：力扣（LeetCode）