第十五天 反转字符串

建议: 本题是字符串基础题目,就是考察 reverse 函数的实现,同时也明确一下 平时刷题什么时候用 库函数,什么时候 不用库函数

题目链接:https://leetcode.cn/problems/reverse-string/

视频链接:https://www.bilibili.com/video/BV1fV4y17748

一、看到题目的第一想法

  1. 题目要求:原地反转一个字符数组 (不额外开辟数组空间),输入是 vector<char>& s,需要直接修改原数组。
  2. 核心思路:想到了双指针法 ,这是反转类问题最经典的解法:
    • 定义两个指针,一个指向数组的开头(left),一个指向数组的末尾(right)。
    • 每次交换两个指针指向的字符,然后左指针右移、右指针左移,直到两个指针相遇(left >= right)。
    • 这样只需要遍历一半的数组,时间复杂度是 \(O(n)\),空间复杂度是 \(O(1)\),完全符合 "原地修改" 的要求。
  3. 快速实现的念头:用 for 循环直接控制两个指针的移动,用 swap 函数完成交换,代码会非常简洁。

二、实现过程中遇到的困难

  1. 边界条件的细节处理
    • 一开始容易把循环条件写错:比如写成 left <= right,会导致当数组长度为奇数时,中间的元素被自己交换一次(虽然结果正确,但属于无意义操作);或者忘记 right 的初始值是 n-1(数组下标从 0 开始),导致越界错误。
    • 循环变量的更新也容易出错:比如只移动了 left 或者 right,导致指针没有向中间靠拢,死循环或者交换不完整。
  2. 对引用传递的理解误区
    • 题目参数是 vector<char>& s,是引用传递 ,一开始误以为需要返回新的数组,后来才反应过来,引用传递会直接修改原数组,所以函数返回值是 void 即可,不需要额外 return。
  3. swap 函数的使用问题
    • 一开始忘记了 C++ 标准库的 std::swap 可以直接交换两个元素,想自己写一个临时变量交换的逻辑,导致代码冗余。
    • 也有过担心:swap(s[left], s[right]) 会不会因为 vector 的下标访问有问题,后来测试发现 vector 支持 [] 直接访问元素,交换完全没问题。
  4. 特殊用例的测试盲区
    • 一开始没有考虑空数组、单元素数组的情况,比如 s = [] 或 s = ['a'],后来才意识到循环条件 left < right 会自动跳过这些情况,不会报错,不需要额外写 if 判断。

三、今日收获心得

  1. 双指针法的核心思想彻底掌握
    • 这道题让我更深刻理解了双指针的本质:通过两个指针从两端向中间遍历,减少遍历次数,实现原地操作。这种方法不仅适用于反转字符串,还能推广到反转数组、判断回文串等问题中,是数组 / 字符串类算法的基础技巧。
  2. 原地修改 vs 额外空间的取舍
    • 这道题让我明白了 "原地算法" 的优势:空间复杂度从 \(O(n)\) 降到 \(O(1)\),不需要额外的辅助数组,节省了内存,也符合题目对输入数组直接修改的要求。以后遇到反转、旋转类问题,会优先考虑原地解法。
  3. 边界条件的重要性
    • 循环条件、指针初始值、特殊用例(空数组、单元素数组)的处理,是算法题中最容易出错的地方。以后写代码前,会先在草稿纸上模拟一遍指针的移动过程,避免越界或死循环。
  4. C++ 基础语法的巩固
    • 熟悉了 vector 的引用传递、size() 方法的使用,也加深了对 std::swap 函数的理解,知道它可以直接交换容器的元素,简化代码逻辑。
  5. 代码简洁性的提升
    • 学会了在 for 循环里同时初始化两个指针、同时更新两个变量,让代码更紧凑、可读性更强,也避免了单独写 while 循环时容易遗漏指针更新的问题。
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