C:每日一题：字符串左旋

题目：实现一个函数，可以实现字符串的左旋

例如：ABCD左旋一个字符就是BCDA；ABCD左旋两个字符就是CDAB；

1、解题思路：

1.确定目标旋转k个字符，我们要获取字符串的长度 len，目的是根据长度来处理 k 可能超出字符串长度的情况；

2.创建一个函数 left 来实现字符串左旋；

3.对k进行取模运算：k%=len，该表达式目的是计算实际旋转次数。假设字符串长度是 5，而要左旋 7 个字符，实际上相当于左旋 7 % 5 = 2 个字符。

4.创建一个临时数组 temp 来存放要左旋的 k 个字符，防止后续移动字符串时数据丢失。

5.使用 strncpy 将字符串前 k 个字符复制到 temp 中，使用 memmove 函数移动字符串，把从第 k 个字符开始的部分向前移动 k 个位置。（等会简单介绍一下函数的使用）

6.使用 strncat 函数将保存在 temp 中的前 k 个字符拼接到移动后的字符串后面，完成左旋操作。

2、知识补充：

注：这里就简单介绍一下用法，能让大家读懂我后面写的代码，后面会专门出一篇文章来介绍这些函数。以下介绍的函数使用都需要加上头文件<string.h>

1、strncpy

strncpy是字符串复制函数，作用是将指定数量的字符从源字符串复制到目标字符串。

函数原型：char *strncpy(char *dest, const char *src, size_t n)

• dest：目标字符串。
• src ：源字符串。
• n ：要复制的最大字符数。

使用：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main() {
    char dest[10];
    char src[] = "Hello";
    strncpy(dest, src, 2);  // 复制 src 的前 2 个字符到 dest
    dest[2] = '\0';  // 手动添加字符串结束符
    printf("%s\n", dest);  // 输出 "He"
    return 0;
}

2.memmove

memmove是内存操作函数，作用是将 n个字节的数据从 src 所指向的内存区域复制到 dest 所指向的内存区域，可以处理源内存区域和目标内存区域重叠的情况，保证正确地复制数据。

函数原型：void *memmove(void *dest, const void *src, size_t n)

• dest：指向目标内存区域的指针，数据将被移动到这里。
• src：指向源内存区域的指针，数据将从此处移动。
• n ：要移动的字节数。

使用：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
 
int main() {
    char str[] = "HelloWorld";
    memmove(str + 5, str, 5);
    printf("%s\n", str); 
    return 0;
}

3.strncat 

 strncat是字符拼接函数，作用是将源字符串 scr 中的最多 n 个字符拼接到目标字符串 dest 的末尾，并在拼接后的字符串末尾自动添加字符串结束符 '\0'

函数原型：char *strncat(char *dest, const char *src, size_t n)（同上）

使用：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
 
int main() {
    char dest[20] = "Hello, ";
    char src[] = "World!";
 
    strncat(dest, src, 5);  // 拼接 src 的前 5 个字符
 
    printf("%s\n", dest);  // 输出 "Hello, World"
 
    return 0;
}

3、代码展示及解析：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
void left(char* str, int k)//完成字符左旋操作
{
	int len = strlen(str);
	k %= len;//实际左旋次数
 
	char temp[2];//这里使用2表示是因为在vs2022上表达式必须含有常量值
 
	strncpy(temp, str, k);//复制要左旋的k个字符到临时数组temp中
 
	memmove(str, str + k, len - k);//移动字符串
	str[len - k] = '\0';//确保完整性
 
	strncat(str, temp, k);//将存储在 temp 中的前 k 个字符拼接到移动后的字符串后面
}
int main()
{
	char str[] = "abcd";
	int k = 2;//左旋个数为2
	printf("左旋前：%s\n", str);
	left(str, k);//实现左旋操作的函数调用
	printf("左旋后：%s\n", str);
	return 0;
}

char temp[2]这是由于vs2022不支持变长数组才这样写的代码，如果你所使用的编译器支持边长数组，可以改进一下代码

代码改进：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
void left(char* str, int k)
{
	int len = strlen(str);
	k %= len;
	char temp[k];//变长数组
	strncpy(temp, str, k);
	memmove(str, str + k, len - k);
	str[len - k] = '\0';
	strncat(str, temp, k);
}
int main()
{
	char str[] = "abcd";
	int k = 2;
	printf("左旋前：%s\n", str);
	left(str, k);
	printf("左旋后：%s\n", str);
	return 0;
}

 

如果在支持变长数组，这样写代码会更加的方便，你只需要修改所输入k的值就可以实现左旋不同个字符，例如：输入k=1，左旋一个字符；输入k=2，左旋两个字符。

4、不使用这些库函数来实现字符串左旋

代码及注释：（这个是结合老师的讲解所写的）

#include <stdio.h>
// 左旋字符串函数
void left(char* str, int k)
{
    int len = 0;  // 存储字符串长度
    char* p = str;  //遍历字符串计算长度
    while (*p) // 计算字符串长度
    {
        len++;
        p++;
    }
    k %= len;  // 实际左旋次数
    for (int i = 0; i < k; i++)  // 进行左旋操作
    {
        char temp = *str;  // 保存字符串要左旋的k个字符  
        for (int j = 0; j < len - 1; j++)  // 将字符串从第二个字符开始依次向前移动一位
        {
            *(str + j) = *(str + j + 1);
        }
        *(str + len - 1) = temp;  // 将保存的k个字符放到字符串尾部
    }
}
int main() 
{
    char str[] = "ABCD";
    int k = 2;
    printf("左旋前: %s\n", str);
    left(str, k);
    printf("左旋后: %s\n", str);
    return 0;
}