【LeetCode】6-Z字形变换

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Z 字形变换

🔗 LeetCode 原题链接

题目

将一个给定字符串 s 根据给定的行数 numRows,以从上往下、从左到右进行 Z 字形排列。

比如输入字符串为 "PAYPALISHIRING",行数为 3 时,排列如下:

复制代码
P   A   H   N
A P L S I I G
Y   I   R

之后,你的输出需要从左到右逐行读取,产生出一个新的字符串,比如:"PAHNAPLSIIGYIR"。

请你实现这个将字符串进行指定行数变换的函数。

复制代码
输入:s = "PAYPALISHIRING", numRows = 3
输出:"PAHNAPLSIIGYIR"

输入:s = "PAYPALISHIRING", numRows = 4
输出:"PINALSIGYAHRPI"
解释:
P     I    N
A   L S  I G
Y A   H R
P     I

输入:s = "A", numRows = 1
输出:"A"

解法一:按行模拟(顺序遍历)

思路 :用 numRows 个字符串数组来存储每行的字符。遍历原字符串,用 currentRow 和 direction(向下或向上)控制当前字符应该放到哪一行。当到达顶部或底部时改变方向。

javascript 复制代码
function convert(s, numRows) {
  if (numRows === 1 || s.length <= numRows) return s;

  const rows = new Array(numRows).fill('');
  let currentRow = 0;
  let goingDown = false;

  for (const char of s) {
    rows[currentRow] += char;
    if (currentRow === 0 || currentRow === numRows - 1) {
      goingDown = !goingDown;
    }
    currentRow += goingDown ? 1 : -1;
  }

  return rows.join('');
}
  • 时间复杂度 / 空间复杂度:O(n) / O(n)
  • 优势:思路直观,代码简洁,容易理解,是面试中最推荐的写法

解法二:按行访问(数学规律法)

思路 :直接按行顺序访问原字符串中的字符。对于第 0 行和第 numRows-1 行,字符间隔为 cycleLen = 2 * numRows - 2;对于中间行,需要额外访问斜线上的字符,间隔为 cycleLen - 2 * i。

javascript 复制代码
function convert(s, numRows) {
  if (numRows === 1 || s.length <= numRows) return s;

  const n = s.length;
  const cycleLen = 2 * numRows - 2;
  let result = '';

  for (let i = 0; i < numRows; i++) {
    for (let j = i; j < n; j += cycleLen) {
      result += s[j];
      // 中间行还需要添加斜线上的字符
      if (i !== 0 && i !== numRows - 1) {
        const nextIndex = j + cycleLen - 2 * i;
        if (nextIndex < n) {
          result += s[nextIndex];
        }
      }
    }
  }

  return result;
}
  • 时间复杂度 / 空间复杂度:O(n) / O(1)(不计输出字符串)
  • 优势:空间效率更高,但逻辑稍复杂,面试中可作为进阶解法展示

解法对比

解法 时间 / 空间复杂度 优势 推荐指数
按行模拟 O(n) / O(n) 直观易懂,不易出错 ⭐⭐⭐⭐⭐
按行访问 O(n) / O(1) 空间更优,体现数学思维 ⭐⭐⭐⭐

扩展题

  1. 对角线遍历 :给定一个 m x n 的矩阵,按照对角线顺序遍历并返回结果。
  2. 螺旋矩阵 :给定一个 m x n 的矩阵,按照螺旋顺序返回所有元素。
  3. 字符串的排列 :给定两个字符串 s1 和 s2,判断 s2 是否包含 s1 的排列。

"善弈者,通盘无妙手。" ------ 《棋经十三篇》

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