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

将每个字符作为振幅,并对其进行离散傅里叶变换。如果它们仅因旋转而不同,则频谱将在舍入误差范围内相同。当然,这是低效的,除非长度是2的幂,所以你可以做FFT:-)

其他回答

由于其他人已经提交了二次最坏情况时间复杂度解决方案,我将添加一个线性解决方案(基于KMP算法):

bool is_rotation(const string& str1, const string& str2)
{
  if(str1.size()!=str2.size())
    return false;

  vector<size_t> prefixes(str1.size(), 0);
  for(size_t i=1, j=0; i<str1.size(); i++) {
    while(j>0 && str1[i]!=str1[j])
      j=prefixes[j-1];
    if(str1[i]==str1[j]) j++;
    prefixes[i]=j;
  }

  size_t i=0, j=0;
  for(; i<str2.size(); i++) {
    while(j>0 && str2[i]!=str1[j])
      j=prefixes[j-1];
    if(str2[i]==str1[j]) j++;
  }
  for(i=0; i<str2.size(); i++) {
    if(j>=str1.size()) return true;
    while(j>0 && str2[i]!=str1[j])
      j=prefixes[j-1];
    if(str2[i]==str1[j]) j++;
  }

  return false;
}

工作示例

反转其中一个字符串。取两者的FFT(将它们视为简单的整数序列)。将结果逐点相乘。使用反FFT转换回来。如果弦是彼此旋转的,那么结果将只有一个峰值——峰值的位置将由它们相对于彼此旋转的多少来指示。

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。

当然,更好的答案应该是,“嗯,我会问stackoverflow社区,可能会在5分钟内得到至少4个非常好的答案”。有头脑是很好的,但我更看重那些知道如何与他人合作找到解决方案的人。

下面是一个使用正则表达式的例子,只是为了好玩:

boolean isRotation(String s1, String s2) {
   return (s1.length() == s2.length()) && (s1 + s2).matches("(.*)(.*)\\2\\1");
}

如果可以使用保证不在任何字符串中出现的特殊分隔符,可以使它更简单一些。

boolean isRotation(String s1, String s2) {
   // neither string can contain "="
   return (s1 + "=" + s2).matches("(.*)(.*)=\\2\\1");
}

你也可以使用有限重复的回溯:

boolean isRotation(String s1, String s2) {
   return (s1 + s2).matches(
      String.format("(.*)(.*)(?<=^.{%d})\\2\\1", s1.length())
   );
}