将字符串循环左移n个位置

/**
 * @file 020_move_string.c
 * @author dinghuaneng
 * @date 2011.06.22
 * @brief 将字符串进行向左旋转，即循环左移的算法实现。
 *        最后那种方法在时间和空间上都很高效，且代码简短，很难出错。
 *        最节约空间和时间的方法来源：《编程珠玑》
 * @defgroup move_string
 * @{
 */
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

/*********************** 最节约时间的方法 ************************/
/**
 * @brief 将字符串向左旋转n个位置
 * @param      str  待旋转的字符串
 * @param[in]  mov  需要旋转的数量
 * @return 无
 */
void move_string_left(char *str, int mov)
{
    if (NULL == str || mov <= 0)
        return;
    char tmp[mov];
    int i;
    int len = strlen(str);
    if (len == 0)
        return;
    mov %= len;
    if (mov == 0)
        return;
    for (i = 0; i < sizeof tmp; i++)
        tmp[i] = str[i];
    tmp[i] = '\0';
    for (i = 0; i < len-mov; i++)
        str[i] = str[i+mov];
    for (; i < len; i++)
        str[i] = tmp[i-(len-mov)];
}

/**
 * @brief 将字符串向右旋转n个位置
 * @param      str  待旋转的字符串
 * @param[in]  mov  需要旋转的数量
 * @return 无
 */
void move_string_right(char *str, int mov)
{
    if (NULL == str || mov <= 0)
        return;
    char tmp[mov];
    int i;
    int len = strlen(str);
    if (len == 0)
        return;
    mov %= len;
    if (mov == 0)
        return;
    for (i = len - mov; i < len; i++) {
        tmp[i-(len-mov)] = str[i];
    }
    tmp[i-(len-mov)] = '\0';
    for (i = len - 1; i >= mov; i--) {
        str[i] = str[i-mov];
    }
    for (; i >= 0; i--)
        str[i] = tmp[i];
}
/*********************** 最节约时间的方法 ************************/

/*********************** 最节约空间的方法 ************************/
/**
 * @brief 将字符串向左旋转1个位置
 * @param      str  待旋转的字符串
 * @param[in]  mov  需要旋转的数量
 * @return 无
 */
void move_string_one_left(char *str)
{
    if (NULL == str)
        return;
    int  len = strlen(str);
    int  i;
    if (len == 0)
        return;
    char tmp = str[0];
    for (i=0; i<len-1; i++) {
        str[i] = str[i+1];
    }
    str[i] = tmp;
}

/**
 * @brief 将字符串向右旋转1个位置
 * @param      str  待旋转的字符串
 * @param[in]  mov  需要旋转的数量
 * @return 无
 */
void move_string_one_right(char *str)
{
    if (NULL == str)
        return;
    int  len = strlen(str);
    if (len == 0)
        return;
    char tmp = str[len-1];
    int  i;
    for (i=len-1; i>0; i--) {
        str[i] = str[i-1];
    }
    str[i] = tmp;
}
/*********************** 最节约空间的方法 ************************/

/*********************** 最节约空间和时间的方法之一 ************************/
/**
 * @brief 返回数值i和j的最大公约数
 * @return 正确返回最大公约数，参数有问题返回-1
 */
int gcd(int i, int j)
{
    if (i<=0 || j<=0)
        return -1;
    while (i != j) {
        if (i > j)
            i -= j;
        else
            j -= i;
    }
    return i;
}

/**
 * @brief 将字符串向左旋转n个位置
 * @param      str  待旋转的字符串
 * @param[in]  mov  需要旋转的数量
 * @return 无
 */
void move_string_fast_left(char *str, int mov)
{
    if (NULL == str || mov <= 0)
        return;
    int len = strlen(str);
    char tmp;
    if (!mov)
        return;
    mov %= len;
    if (!mov)
        return;
    int i, j, k;
    int g_cd = gcd(mov, len);
    for (i=0; i<g_cd; i++) {
        tmp = str[i];
        j = i;
        while (1) {
            k = j + mov;
            if (k >= len)
                k -= len;
            if (k == i)
                break;
            str[j] = str[k];
            j = k;
        }
        str[j] = tmp;
    }
}

/**
 * @brief 将字符串向右旋转n个位置
 * @param      str  待旋转的字符串
 * @param[in]  mov  需要旋转的数量
 * @return 无
 */
void move_string_fast_right(char *str, int mov)
{
    if (NULL == str || mov <= 0)
        return;
    int len = strlen(str);
    if (!mov)
        return;
    mov %= len; // 修移动次数
    if (!mov)
        return;
    mov = len - mov;
    move_string_left(str, mov);
}
/*********************** 最节约空间和时间的方法之一 ************************/

/*********************** 最节约空间和时间的方法之二 ************************/
/**
 *  @brief 交换字符串str中的从pos1开始和从pos2开始长度为num的两部分元素。
 *         注意防止内存越界！
 *  @param      str  待交换部分字符的字符串
 *  @param[in]  pos1 第一部分起始位置
 *  @param[in]  pos2 第二部分起始位置
 *  @param[in]  num  要交换的字符数量
 */
void swap_string(char *str, int pos1, int pos2, int num)
{
    char *str1 = str + pos1;
    char *str2 = str + pos2;
    int i;
       char tmp;
    for (i=0; i<num; i++) {
        tmp   = *str1;
        *str1 = *str2;
        *str2 = tmp;
        str1++;
        str2++;
    }
}

/**
 * @brief 用交换元素的方法进行向左旋转（循环左移）
 * @param      str  待旋转的字符串
 * @param[in]  mov  需要旋转的数量
 * @return 无
 */
void move_string_swap_left(char *str, int mov)
{
    if (NULL == str || mov <= 0)
        return;
    int len = strlen(str);
    if (!mov)
        return;
    mov %= len; // 修移动次数
    if (!mov)
        return;
    int i = mov;
    int j = len - mov;
    while (i != j) {
        if (i > j) {
            swap_string(str, mov-i, mov, j);
            i -= j;
        }
        else {
            swap_string(str, mov - i, mov - i + j, i);
            j -= i;
        }
    }
    swap_string(str, mov-i, mov, i);
}
/*********************** 最节约空间和时间的方法之二 ************************/

/*********************** 最节约空间和时间的方法之三 ************************/
/**
 * @brief 将字符串str中从start开始至end结束的字符进行逆转
 * @param     str  待逆转部分字符的字符串
 * @param[in] start  开始的位置
 * @param[in] end    结束的位置
 * @return 无
 */
void reverse(char *str, int start, int end)
{
    char *pos1 = str + start;
    char *pos2 = str + end;
    char  tmp;
    while (pos1 < pos2) {
        tmp   = *pos1;
        *pos1 = *pos2;
        *pos2 = tmp;
        pos1++;
        pos2--;
    }
}

/**
 * @brief  利用逆转的方法对字符串进行向左旋转（循环左移）
 * @param      str  待旋转的字符串
 * @param[in]  mov  需要旋转的数量
 * @return 无
 */
void move_string_reverse_left(char *str, int mov)
{
    if (NULL == str || mov <= 0)
        return;
    int len = strlen(str);
    if (!mov)
        return;
    mov %= len; // 修移动次数
    if (!mov)
        return;
    reverse(str, 0, mov-1);
    reverse(str, mov, len-1);
    reverse(str, 0, len-1);
}
/*********************** 最节约空间和时间的方法之三 ************************/
/** @} */

#if 1
int main(int argc, char **argv)
{
    char str[] = "Hello World!";
    int  n = atoi(argv[1]);
    int  i;
    move_string_reverse_left(str, n);
    printf("%s\n", str);
    return 0;
}
#endif