【leetcode热题100】Z 字形变换
- 难度： 中等
- 通过率： 29.8%
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题目描述
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：
L C I R E T O E S I I G E D H N
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: L D R E O E I I E C I H N T S G
解法一
按照写 Z 的过程，遍历每个字符，然后将字符存到对应的行中。用 goingDown 保存当前的遍历方向，如果遍历到两端，就改变方向。
public String convert(String s, int numRows) {
if (numRows == 1) return s;
List rows = new ArrayList<>();
for (int i = 0; i < Math.min(numRows, s.length()); i++)
rows.add(new StringBuilder());
int curRow = 0;
boolean goingDown = false;
for (char c : s.toCharArray()) {
rows.get(curRow).append(c);
if (curRow == 0 || curRow == numRows - 1) goingDown = !goingDown; //遍历到两端，改变方向
curRow += goingDown ? 1 : -1;
}
StringBuilder ret = new StringBuilder();
for (StringBuilder row : rows) ret.append(row);
return ret.toString();
}
时间复杂度：O（n），n 是字符串的长度。
空间复杂度：O（n），保存每个字符需要的空间。
解法二
找出按 Z 形排列后字符的规律，然后直接保存起来。
我们可以看到，图形其实是有周期的，0，1，2 ... 7 总过 8 个，然后就又开始重复相同的路径。周期的计算就是 cycleLen = 2 × numRows - 2 = 2 × 5 - 2 = 8 个。
我们发现第 0 行和最后一行一个周期内有一个字符，所以第一个字符下标是 0 ，第二个字符下标是 0 + cycleLen = 8，第三个字符下标是 8 + cycleLen = 16 。
其他行都是两个字符。
第 1 个字符和第 0 行的规律是一样的。
第 2 个字符其实就是下一个周期的第 0 行的下标减去当前行。什么意思呢？
我们求一下第 1 行第 1 个周期内的第 2 个字符，下一个周期的第 0 行的下标是 8 ，减去当前行 1 ，就是 7 了。
我们求一下第 1 行第 2 个而周期内的第 2 个字符，下一个周期的第 0 行的下标是 16 ，减去当前行 1 ，就是 15 了。
我们求一下第 2 行第 1 个周期内的第 2 个字符，下一个周期的第 0 行的下标是 8 ，减去当前行 2 ，就是 6 了。
当然期间一定要保证下标小于 n ，防止越界。
可以写代码了。
public String convert(String s, int numRows) {
if (numRows == 1)
return s;
StringBuilder ret = new StringBuilder();
int n = s.length();
int cycleLen = 2 * numRows - 2;
for (int i = 0; i < numRows; i++) {
for (int j = 0; j + i < n; j += cycleLen) { //每次加一个周期
ret.append(s.charAt(j + i));
if (i != 0 && i != numRows - 1 && j + cycleLen - i < n) //除去第 0 行和最后一行
ret.append(s.charAt(j + cycleLen - i));
}
}
return ret.toString();
}
时间复杂度：O（n），虽然是两层循环，但第二次循环每次加的是 cycleLen ，无非是把每个字符遍历了 1 次，所以两层循环内执行的次数肯定是字符串的长度。
空间复杂度：O（n），保存字符串。