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2024-12-24 08:00:05

面试问题:检查一个字符串是否是另一个字符串的旋转

今天，我的一个朋友在面试软件开发人员的职位时被问到以下问题:

给定两个字符串s1和s2，你将如何检查s1是否是s2的旋转版本?

例子:

如果s1 = "stackoverflow"，则以下是它的一些旋转版本:

"tackoverflows"
"ackoverflowst"
"overflowstack"

其中“stackoverflwo”不是一个旋转的版本。

他给出的答案是:

取s2，找出s1的子字符串中最长的前缀，就能得到旋转的点。一旦你找到了那个点，在那个点打断s2得到s2a和s2b，然后检查是否连接(s2a,s2b) == s1

对我和我的朋友来说，这是一个很好的解决方案。但是面试官不这么认为。他要求一个更简单的解决办法。请告诉我在Java/C/ c++中你是如何做到这一点的?

提前谢谢你。

当前回答

现在来点完全不同的东西。

如果你想在一些约束条件下快速得到答案当字符串不是相互旋转时

在两个字符串上计算一些基于字符的校验和(比如xoring所有字符)。如果签名不同，字符串不是彼此的旋转。

同意，它可能会失败，但如果字符串不匹配，它会很快说，如果它们匹配，你仍然可以使用另一种算法，比如字符串连接来检查。

2010-05-19 14:56:35

其他回答

Opera的简单指针旋转技巧是有效的，但是在运行时最糟糕的情况下效率极低。简单地想象一个有许多长重复字符的字符串，例如:

S1 = HELLOHELLOHELLO1HELLOHELLOHELLO2 S2 = HELLOHELLOHELLO2HELLOHELLOHELLO1

从计算角度来看，“循环直到出现不匹配，然后再加1，再试一次”是一种可怕的方法。

为了证明你可以毫不费力地在C语言中使用串联方法，下面是我的解决方案:

  int isRotation(const char* s1, const char* s2) {
        assert(s1 && s2);

        size_t s1Len = strlen(s1);

        if (s1Len != strlen(s2)) return 0;

        char s1SelfConcat[ 2 * s1Len + 1 ];

        sprintf(s1SelfConcat, "%s%s", s1, s1);   

        return (strstr(s1SelfConcat, s2) ? 1 : 0);
}

这在运行时间上是线性的，以开销中O(n)内存使用为代价。

(请注意，strstr()的实现是特定于平台的，但如果特别脑死亡，总是可以用更快的替代方案替代，如Boyer-Moore算法)

2010-04-01 02:35:54

使用strlen和strpos函数在PHP中很容易编写:

function isRotation($string1, $string2) {
    return strlen($string1) == strlen($string2) && (($string1.$string1).strpos($string2) != -1);
}

我不知道strpos内部使用什么，但如果它使用KMP，它将在时间上是线性的。

2010-05-03 12:43:15

哇,哇……为什么每个人都对O(n²)的答案如此兴奋?我相信我们可以做得更好。上面的答案包括O(n)循环中的O(n)操作(substring/indexOf调用)。即使有更高效的搜索算法;比如Boyer-Moore或KMP，最坏情况仍然是O(n^2)有重复。

O(n)随机化的答案很简单;取一个支持O(1)滑动窗口的哈希值(如Rabin指纹);哈希字符串1，然后哈希字符串2，然后继续围绕字符串移动哈希1的窗口，看看哈希函数是否冲突。

如果我们想象最坏的情况是“扫描两条DNA链”，那么碰撞的概率就会上升，这可能退化为O(n^(1+e))或其他(只是猜测)。

最后，有一个确定的O(nlogn)解，它有一个非常大的常数。基本上，就是对两个弦进行卷积。卷积的最大值将是旋转差(如果它们被旋转);O(n)检查确认。好处是如果有两个相等的最大值，那么它们也是有效解。你可以用两个FFT进行卷积一个点积，一个iFFT，所以nlogn + nlogn + n + nlogn + n = O(nlogn)

因为你不能用0填充，你不能保证字符串的长度是2^n, fft不会是最快的;它们会变慢，仍然是O(nlogn)，但比CT算法大得多。

说了这么多，我绝对，100%肯定这里有一个确定的O(n)解，但我不知道我能不能找到它。

2010-04-14 22:15:10

编辑:如果你发现了，公认的答案显然比这个更优雅、更有效。我把这个答案留给了我所做的，如果我没有想到将原始字符串加倍的话。

我就用蛮力。首先检查长度，然后尝试每一个可能的旋转偏移。如果没有，则返回false;如果有，则立即返回true。

没有特别的连接需要——只需使用指针(C)或索引(Java)，并在每个字符串中使用一个指针——从一个字符串的开头开始，在第二个字符串中使用当前的候选旋转偏移量，并在必要的地方进行换行。检查字符串中每个点的字符是否相等。如果你到达了第一个字符串的末尾，你就完成了。

它可能同样容易连接-尽管效率可能较低，至少在Java中是这样。

2010-03-31 14:04:57

目前还没有人提供模数方法，所以这里有一个:

static void Main(string[] args)
{
    Console.WriteLine("Rotation : {0}",
        IsRotation("stackoverflow", "ztackoverflow"));
    Console.WriteLine("Rotation : {0}",
        IsRotation("stackoverflow", "ackoverflowst"));
    Console.WriteLine("Rotation : {0}",
        IsRotation("stackoverflow", "overflowstack"));
    Console.WriteLine("Rotation : {0}",
        IsRotation("stackoverflow", "stackoverflwo"));
    Console.WriteLine("Rotation : {0}",
        IsRotation("stackoverflow", "tackoverflwos"));
    Console.ReadLine();
}

public static bool IsRotation(string a, string b)
{
    Console.WriteLine("\nA: {0} B: {1}", a, b);

    if (b.Length != a.Length)
        return false;

    int ndx = a.IndexOf(b[0]);
    bool isRotation = true;
    Console.WriteLine("Ndx: {0}", ndx);
    if (ndx == -1) return false;
    for (int i = 0; i < b.Length; ++i)
    {
        int rotatedNdx = (i + ndx) % b.Length;
        char rotatedA = a[rotatedNdx];

        Console.WriteLine( "B: {0} A[{1}]: {2}", b[i], rotatedNdx, rotatedA );

        if (b[i] != rotatedA)
        {
            isRotation = false;
            // break; uncomment this when you remove the Console.WriteLine
        }
    }
    return isRotation;
}

输出:

A: stackoverflow B: ztackoverflow
Ndx: -1
Rotation : False

A: stackoverflow B: ackoverflowst
Ndx: 2
B: a A[2]: a
B: c A[3]: c
B: k A[4]: k
B: o A[5]: o
B: v A[6]: v
B: e A[7]: e
B: r A[8]: r
B: f A[9]: f
B: l A[10]: l
B: o A[11]: o
B: w A[12]: w
B: s A[0]: s
B: t A[1]: t
Rotation : True

A: stackoverflow B: overflowstack
Ndx: 5
B: o A[5]: o
B: v A[6]: v
B: e A[7]: e
B: r A[8]: r
B: f A[9]: f
B: l A[10]: l
B: o A[11]: o
B: w A[12]: w
B: s A[0]: s
B: t A[1]: t
B: a A[2]: a
B: c A[3]: c
B: k A[4]: k
Rotation : True

A: stackoverflow B: stackoverflwo
Ndx: 0
B: s A[0]: s
B: t A[1]: t
B: a A[2]: a
B: c A[3]: c
B: k A[4]: k
B: o A[5]: o
B: v A[6]: v
B: e A[7]: e
B: r A[8]: r
B: f A[9]: f
B: l A[10]: l
B: w A[11]: o
B: o A[12]: w
Rotation : False

A: stackoverflow B: tackoverflwos
Ndx: 1
B: t A[1]: t
B: a A[2]: a
B: c A[3]: c
B: k A[4]: k
B: o A[5]: o
B: v A[6]: v
B: e A[7]: e
B: r A[8]: r
B: f A[9]: f
B: l A[10]: l
B: w A[11]: o
B: o A[12]: w
B: s A[0]: s
Rotation : False

(编辑:2010-04-12)

Piotr注意到了我上面代码中的缺陷。当字符串中的第一个字符出现两次或两次以上时，将出错。例如，针对owstackoverflow测试的stackoverflow结果为false，而实际上应该为true。

感谢piotr发现了这个错误。

现在，这是修正后的代码:

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Diagnostics;

namespace TestRotate
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine("Rotation : {0}",
                IsRotation("stackoverflow", "ztackoverflow"));
            Console.WriteLine("Rotation : {0}",
                IsRotation("stackoverflow", "ackoverflowst"));
            Console.WriteLine("Rotation : {0}",
                IsRotation("stackoverflow", "overflowstack"));
            Console.WriteLine("Rotation : {0}",
                IsRotation("stackoverflow", "stackoverflwo"));
            Console.WriteLine("Rotation : {0}",
                IsRotation("stackoverflow", "tackoverflwos"));

            Console.WriteLine("Rotation : {0}",
                IsRotation("stackoverflow", "owstackoverfl"));

            Console.ReadLine();
        }

        public static bool IsRotation(string a, string b)
        {
            Console.WriteLine("\nA: {0} B: {1}", a, b);

            if (b.Length != a.Length)
                return false;

            if (a.IndexOf(b[0]) == -1 )
                return false;

            foreach (int ndx in IndexList(a, b[0]))
            {
                bool isRotation = true;

                Console.WriteLine("Ndx: {0}", ndx);

                for (int i = 0; i < b.Length; ++i)
                {
                    int rotatedNdx = (i + ndx) % b.Length;
                    char rotatedA = a[rotatedNdx];

                    Console.WriteLine("B: {0} A[{1}]: {2}", b[i], rotatedNdx, rotatedA);

                    if (b[i] != rotatedA)
                    {
                        isRotation = false;
                        break;
                    }
                }
                if (isRotation)
                    return true;
            }
            return false;
        }

        public static IEnumerable<int> IndexList(string src, char c)
        {
            for (int i = 0; i < src.Length; ++i)
                if (src[i] == c)
                    yield return i;
        }

    }//class Program
}//namespace TestRotate

输出如下:

A: stackoverflow B: ztackoverflow
Rotation : False

A: stackoverflow B: ackoverflowst
Ndx: 2
B: a A[2]: a
B: c A[3]: c
B: k A[4]: k
B: o A[5]: o
B: v A[6]: v
B: e A[7]: e
B: r A[8]: r
B: f A[9]: f
B: l A[10]: l
B: o A[11]: o
B: w A[12]: w
B: s A[0]: s
B: t A[1]: t
Rotation : True

A: stackoverflow B: overflowstack
Ndx: 5
B: o A[5]: o
B: v A[6]: v
B: e A[7]: e
B: r A[8]: r
B: f A[9]: f
B: l A[10]: l
B: o A[11]: o
B: w A[12]: w
B: s A[0]: s
B: t A[1]: t
B: a A[2]: a
B: c A[3]: c
B: k A[4]: k
Rotation : True

A: stackoverflow B: stackoverflwo
Ndx: 0
B: s A[0]: s
B: t A[1]: t
B: a A[2]: a
B: c A[3]: c
B: k A[4]: k
B: o A[5]: o
B: v A[6]: v
B: e A[7]: e
B: r A[8]: r
B: f A[9]: f
B: l A[10]: l
B: w A[11]: o
Rotation : False

A: stackoverflow B: tackoverflwos
Ndx: 1
B: t A[1]: t
B: a A[2]: a
B: c A[3]: c
B: k A[4]: k
B: o A[5]: o
B: v A[6]: v
B: e A[7]: e
B: r A[8]: r
B: f A[9]: f
B: l A[10]: l
B: w A[11]: o
Rotation : False

A: stackoverflow B: owstackoverfl
Ndx: 5
B: o A[5]: o
B: w A[6]: v
Ndx: 11
B: o A[11]: o
B: w A[12]: w
B: s A[0]: s
B: t A[1]: t
B: a A[2]: a
B: c A[3]: c
B: k A[4]: k
B: o A[5]: o
B: v A[6]: v
B: e A[7]: e
B: r A[8]: r
B: f A[9]: f
B: l A[10]: l
Rotation : True

这是lambda方法:

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;

namespace IsRotation
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine("Rotation : {0}",
                IsRotation("stackoverflow", "ztackoverflow"));

            Console.WriteLine("Rotation : {0}",
                IsRotation("stackoverflow", "ackoverflowst"));

            Console.WriteLine("Rotation : {0}",
                IsRotation("stackoverflow", "overflowstack"));
            Console.WriteLine("Rotation : {0}",
                IsRotation("stackoverflow", "stackoverflwo"));

            Console.WriteLine("Rotation : {0}",
                IsRotation("stackoverflow", "owstackoverfl"));

            string strToTestFrom = "stackoverflow";
            foreach(string s in StringRotations(strToTestFrom))
            {
                Console.WriteLine("is {0} rotation of {1} ? {2}",
                    s, strToTestFrom,
                    IsRotation(strToTestFrom, s) );
            }
            Console.ReadLine();
        }

        public static IEnumerable<string> StringRotations(string src)
        {
            for (int i = 0; i < src.Length; ++i)
            {
                var sb = new StringBuilder();
                for (int x = 0; x < src.Length; ++x)
                    sb.Append(src[(i + x) % src.Length]);

                yield return sb.ToString();
            }
        }

        public static bool IsRotation(string a, string b)
        {
            if (b.Length != a.Length || a.IndexOf(b[0]) < 0 ) return false;
            foreach(int ndx in IndexList(a, b[0]))
            {
                int i = ndx;
                if (b.ToCharArray().All(x => x == a[i++ % a.Length]))
                    return true;
            }
            return false;
        }

        public static IEnumerable<int> IndexList(string src, char c)
        {
            for (int i = 0; i < src.Length; ++i)
                if (src[i] == c)
                    yield return i;
        }

    }//class Program

}//namespace IsRotation

下面是lambda方法的输出:

Rotation : False
Rotation : True
Rotation : True
Rotation : False
Rotation : True
is stackoverflow rotation of stackoverflow ? True
is tackoverflows rotation of stackoverflow ? True
is ackoverflowst rotation of stackoverflow ? True
is ckoverflowsta rotation of stackoverflow ? True
is koverflowstac rotation of stackoverflow ? True
is overflowstack rotation of stackoverflow ? True
is verflowstacko rotation of stackoverflow ? True
is erflowstackov rotation of stackoverflow ? True
is rflowstackove rotation of stackoverflow ? True
is flowstackover rotation of stackoverflow ? True
is lowstackoverf rotation of stackoverflow ? True
is owstackoverfl rotation of stackoverflow ? True
is wstackoverflo rotation of stackoverflow ? True
2010-04-01 03:42:26

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