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 字形排列。
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)
链接:https://leetcode-cn.com/problems/zigzag-conversion
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(鸽了两周之后,今天又重新开始刷题啦)
一、二维矩阵模拟(280ms,21.8 MB)
就按照题意构建一个二维矩阵,在矩阵中Z字型的填写字符串中的每个字母,最后逐行扫描输出空字符。设n为字符串s的长度,r=numRows,当r=1(只有一行)或 r≥n(小于等于,只有一列)时,输出是和s一样的,所以直接返回s。其他普通情况就需要构建矩阵了。
向下填写r个字符,再向右上填写r-2个字符,周期t=r+r-2=2r-2,每个周期占用1+r-2=r-1列。
因此我们有⌈n/t⌉个周期(最后一个周期视作完整周期,所以向上取整),乘上每个周期的列数,得到矩阵的列数 c=⌈n/t⌉·(r-1)。
矩阵为r行c列,从初始位置(0,0)开始填写,下标i满足i mod t < r-1,向下移动,否则向右上移动。
class Solution:
def convert(self, s: str, numRows: int) -> str:
n, r = len(s), numRows
if r == 1 or r >= n:
return s
t = r * 2 - 2
c = (n + t - 1) // t * (r - 1)
mat = [[''] * c for _ in range(r)]
x, y = 0, 0
for i, ch in enumerate(s):
mat[x][y] = ch
if i % t < r - 1:
x += 1 # 向下移动
else:
x -= 1
y += 1 # 向右上移动
return ''.join(ch for row in mat for ch in row if ch)
二、压缩矩阵空间(60ms,15.1 MB)
方法一中的矩阵很多位置是空的,浪费了大量的空间,此方法对于此进行优化。
每次往矩阵的某一行添加字符时,都会添加到该行上一个字符的右侧,且最后组成答案时只会用到每行的非空字符。因此我们可以将矩阵的每行初始化为一个空列表,每次向某一行添加字符时,添加到该行的列表末尾即可。
class Solution:
def convert(self, s: str, numRows: int) -> str:
r = numRows
if r == 1 or r >= len(s):
return s
mat = [[] for _ in range(r)]
t, x = r * 2 - 2, 0
for i, ch in enumerate(s):
mat[x].append(ch)
x += 1 if i % t < r - 1 else -1
return ''.join(chain(*mat))
三、直接构造(60ms,15.1 MB)
方法一中矩阵的每个非空字符会对应到 s 的哪个下标(记作idx),从而直接构造出答案。
由于 Z 字形变换的周期为 t=2r-2,因此对于矩阵第一行的非空字符,其对应的idx 均为 t 的倍数,即idx≡0(mod t);同理,对于矩阵最后一行的非空字符,应满足idx≡r−1(mod t)。
对于矩阵的其余行(行号设为 i),每个周期内有两个字符,第一个字符满足idx≡i(mod t),第二个字符满足idx≡t−i(mod t)。
class Solution:
def convert(self, s: str, numRows: int) -> str:
n, r = len(s), numRows
if r == 1 or r >= n:
return s
t = r * 2 - 2
ans = []
for i in range(r): # 枚举矩阵的行
for j in range(0, n - i, t): # 枚举每个周期的起始下标
ans.append(s[j + i]) # 当前周期的第一个字符
if 0 < i < r - 1 and j + t - i < n:
ans.append(s[j + t - i]) # 当前周期的第二个字符
return ''.join(ans)
四、设置flag(56ms,15.1 MB)
算法流程: 按顺序遍历字符串 s;
res[i] += c: 把每个字符 c 填入对应行si
i += flag: 更新当前字符 c 对应的行索引;
flag = - flag: 在达到 Z 字形转折点时,执行反向。
作者:jyd
链接:https://leetcode-cn.com/problems/zigzag-conversion/solution/zzi-xing-bian-huan-by-jyd/
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class Solution:
def convert(self, s: str, numRows: int) -> str:
if numRows < 2: return s
res = ["" for _ in range(numRows)]
i, flag = 0, -1
for c in s:
res[i] += c
if i == 0 or i == numRows - 1: flag = -flag
i += flag
return "".join(res)