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主题
Go语言实现字符串中字母与特殊字符分别反转的算法
摘要
本文通过Go语言代码示例,详细解析了如何按类型分别反转字符串中的字母和特殊字符,并分析了O(n)时间复杂度和O(n)空间复杂度。
关键信息
- 1 字符串反转算法题解
- 2 Go语言实现步骤
- 3 时间与空间复杂度分析
2026-05-30:反转一个字符串里的字母后反转特殊字符。用go语言,给定一个只包含小写英文字母和特殊字符的字符串 s。按顺序进行两步变换:先把所有小写字母的相对顺序整体反过来,并放回到它们原来所在的位置;再把所有特殊字符的相对顺序整体反过来,并放回到它们原来所在的位置。最终返回变换后的字符串。
1 <= s.length <= 100。
s 仅由小写英文字母和 “!@#$%^&*()” 中的特殊字符组成。
输入: s = “!@#$%^&*()”。
输出: “)(*&^%$#@!”。
解释:
字符串不包含字母。字符串全部由特殊字符组成,因此反转特殊字符即反转整个字符串。
题目来自力扣3823。
一、分步骤执行过程(输入:!@#$%^&*())
输入字符串:!@#$%^&*(),全程无小写字母,全是特殊字符。
步骤1:执行 reverseByType 函数,将字符串转为字节切片
把字符串!@#$%^&*()转换成字节数组t,数组元素依次为:!、@、#、$、%、^、&、*、(、)(共10个元素)。
步骤2:第一次调用 reverse 函数(处理小写字母)
• 判断条件:是小写字母(a-z)
• 执行逻辑:
1. 初始化双指针i=0(左指针)、j=9(右指针);
2. 左指针向右遍历:所有元素都是特殊字符,不满足“是小写字母”的条件,左指针停止;
3. 右指针向左遍历:所有元素都是特殊字符,不满足“是小写字母”的条件,右指针停止;
4. 交换左右指针指向的元素,然后指针向内移动;
5. 循环持续到指针相遇,最终结果:字节数组被完全反转。
• 第一次反转后字节数组:)、(、*、&、^、%、$、#、@、!。
补充:如果字符串包含字母的执行逻辑(帮助理解)
举个例子:输入a!b@c
1. 第一次reverse(判断:是字母):
• 跳过字母,只交换特殊字符?不,逻辑是:满足条件(是字母)就跳过,不满足(特殊字符)就停下交换;
• 最终效果:字母的相对顺序整体反转,放回原位置,特殊字符位置不变;
示例:a!b@c→ 字母反转后 →c!b@a。
步骤3:第二次调用 reverse 函数(处理特殊字符)
• 判断条件:不是小写字母(即特殊字符)
• 执行逻辑:
1. 此时字节数组是)、(、*、&、^、%、$、#、@、!;
2. 遍历所有元素:全是特殊字符,都满足“不是小写字母”的条件;
3. 双指针会直接遍历到相遇,没有任何字符需要交换;
• 第二次反转后字节数组:保持)、(、*、&、^、%、$、#、@、!不变。
步骤4:将字节切片转回字符串
最终得到字符串:)(*&^%$#@!,与题目要求的输出一致。
二、时间复杂度分析
1.字符串转字节切片:O(n),n是字符串长度;
2.第一次reverse函数:双指针遍历整个切片一次,O(n);
3.第二次reverse函数:双指针遍历整个切片一次,O(n);
4.字节切片转回字符串:O(n);
总时间复杂度:O(n) + O(n) + O(n) + O(n) =O(n)
(线性复杂度,执行时间与字符串长度成正比)
三、额外空间复杂度分析
额外空间指:除了输入数据外,程序额外开辟的内存空间。
1. 代码中将字符串转为字节切片t,开辟了长度为n的字节数组,占用O(n)空间;
2. 所有变量(指针i、j、临时变量等)都是常数级空间,O(1);
总额外空间复杂度:O(n)
(需要额外开辟和输入字符串等长的存储空间)
总结
1. 执行过程:输入全特殊字符→转字节切片→第一次反转字母(实际反转整个字符串)→第二次反转特殊字符(无交换)→转回字符串;
2. 时间复杂度:O(n)(线性复杂度);
3. 额外空间复杂度:O(n)(需要等长的字节切片存储数据)。
Go完整代码如下:
package main
import (
"fmt"
)
func reverse(t []byte, f func(byte) bool) {
i, j := 0, len(t)-1
for i < j {
for i < j && f(t[i]) {
i++
}
for i < j && f(t[j]) {
j--
}
t[i], t[j] = t[j], t[i]
i++
j--
}
}
func reverseByType(s string) string {
t := []byte(s)
reverse(t, func(ch byte) bool { return 'a' <= ch && ch <= 'z' })
reverse(t, func(ch byte) bool { return !('a' <= ch && ch <= 'z') })
return string(t)
}func main() {
s := "!@#$%^&*()"
result := reverseByType(s)
fmt.Println(result)
}
![]()
Python完整代码如下:
# -*-coding:utf-8-*-
def reverse(t, condition_func):
"""按条件反转字符序列"""
i, j = 0, len(t) - 1
t_list = list(t) # 转换为列表以便修改
while i < j:
# 从左向右找到第一个不满足条件的字符
while i < j and condition_func(t_list[i]):
i += 1
# 从右向左找到第一个不满足条件的字符
while i < j and condition_func(t_list[j]):
j -= 1
# 交换
t_list[i], t_list[j] = t_list[j], t_list[i]
i += 1
j -= 1
return ''.join(t_list)
def reverse_by_type(s):
"""按字符类型反转字符串"""
# 第一次反转:对小写字母进行反转
s = reverse(s, lambda ch: 'a' <= ch <= 'z')
# 第二次反转:对非小写字母进行反转
s = reverse(s, lambda ch: not ('a' <= ch <= 'z'))
return s
def main():
s = "!@#$%^&*()"
result = reverse_by_type(s)
print(result)if __name__ == "__main__":
main()
![]()
C++完整代码如下:
void reverse(std::string& t, bool (*f)(char)) {
int i = 0, j = t.length() - 1;
while (i < j) {
// 从左向右找到第一个不满足条件的字符
while (i < j && f(t[i])) {
i++;
}
// 从右向左找到第一个不满足条件的字符
while (i < j && f(t[j])) {
j--;
}
// 交换
std::swap(t[i], t[j]);
i++;
j--;
}
}
std::string reverseByType(const std::string& s) {
std::string t = s; // 复制字符串
// 第一次反转:对小写字母进行反转
reverse(t, [](char ch) -> bool {
return 'a' <= ch && ch <= 'z';
});
// 第二次反转:对非小写字母进行反转
reverse(t, [](char ch) -> bool {
return !('a' <= ch && ch <= 'z');
});
return t;
}int main() {
std::string s = "!@#$%^&*()";
std::string result = reverseByType(s);
std::cout << result << std::endl;
return 0;
}
![]()
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