《編程珠璣》第二章 “雜技算法” 和 “翻轉算法” C語言實現

題目：將一個n元一維數組a[n]左移i個位置。例如，當n=8，i=3時，數組abcdefgh旋轉爲defghabc。請設計一個算法完成這個任務。

雜技算法
分析：將a[0]存儲在一個臨時變量中，然後將a[i]替換a[0],a[2i]替換a[i]….當一個循環結束的時候，若替換次數小於n，則從a[1]開始替換…，需要經過gcd（n,i）(n和i的最大公約數)次循環後，才能把每一個元素都移到該移的地方。

/*
**
**  tcpipstack @29/10/2012.
**  shenzhen.
**
*/
#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

/* Acrobat Rotate Shift Alogrithm */
string AcrobatRotateShift(string str, int n);

//
int main(void)
{
    string str1 = "abcdefg";
    string str2 = "";

    cout<<"str1= "<<str1<<endl;
    cout<<"str2= "<<str2<<endl;


    str2 = AcrobatRotateShift(str1, 2);

    cout<<"str1= "<<str1<<endl;
    cout<<"str2= "<<str2<<endl;

    getchar();

    return 0;
}


/*
*
*   the Acrobat Rotate Shift Alogrithm
*
*/
string AcrobatRotateShift(string str, int n)
{
    int strlen = str.length();
    int count = 0; //統計移動次數
    int i, j = 0; //k初始化爲0，從str[0]開始
    char temp;

    while (1)
    {
        //開始的元素保存到臨時變量temp中
        temp = str[j];
        i = (j + n) % strlen;

        //開始移動，直到遇到開始的元素
        while (i != j)
        {
            str[(i - n + strlen) % strlen] = str[i];
            count++;    //移動次數統計量+1
            i = (i + n) % strlen;
        }

        //臨時變量temp中保存的值賦值給剛纔移動的最後一個位置
        str[(j - n + strlen) % strlen] = temp;
        count++;

        //判斷是否所有元素都已經移動
        if (count < strlen)
        {
            //沒有移動所有元素，再次從str[j+1]開始
            j++;
        }
        else
        {
            //所有元素都已經移動，跳出循環
            break;
        }
    }

    return str;
}

翻轉算法
我們將問題看成把數組ab轉換成ba，同時假定我們擁有一個函數可以將數組中的特定部分元素求逆。從ab開始，先對a求逆，得到ar b,然後對b求逆，得到ar br  ，然後整體求逆，得到（ar br）r 。此時就是ba。

/*
**
**  tcpipstack @29/10/2012.
**  shenzhen.
**
*/
#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;


string Reverse(string str, int m, int n);
string InverseRotateShift(string str, int n);


//
int main(void)
{
    string str1 = "abcdefg";
    string str2 = "";

    cout<<"str1= "<<str1<<endl;
    cout<<"str2= "<<str2<<endl;

    str2 = InverseRotateShift(str1, 5);

    cout<<"str1= "<<str1<<endl;
    cout<<"str2= "<<str2<<endl;

    getchar();

    return 0;
}


//
string Reverse(string str, int m, int n)
{
    char temp;

    while (m < n)
    {
        temp = str[m];

        str[m] = str[n];
        str[n] = temp;

        m++;
        n--;
    }

    return str;
}


string InverseRotateShift(string str, int n)
{
    int strlen = str.length();

    str = Reverse(str, 0, n-1);
    str = Reverse(str, n, strlen-1);
    str = Reverse(str, 0, strlen-1);

    return str;
}

以上。