📗Z字形变换 算法刷题打卡 第一天

难度：Medium

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：

P A H N
A P L S I I G
Y I R
之后，你的输出需要从左往右逐行读取，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：

string convert(string s, int numRows);

示例：

示例 1：

输入：s = "PAYPALISHIRING", numRows = 3
输出："PAHNAPLSIIGYIR"
示例 2：

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
示例 3：

输入：s = "A", numRows = 1
输出："A"

解析：

个人解析：

将倒 Z 反转成正 Z，然后用二维字符串数组来记录（后面证明是不需要的，二维字符串数组可以直接用字符串类型列表来代替）

遍历是有两个方向的一个 i 不变 j++，一个 i++，j--（后面在官方解决方案中用 flag=1，-1 来表示这两种状态，更加优雅）

官方解析：

字符串 s 是以 Z 字形为顺序存储的字符串，目标是按行打印。

设 numRows 行字符串分别为 s1 , s2 , … , s**n，则容易发现：按顺序遍历字符串 s 时，每个字符 c 在 N 字形中对应的 行索引 先从 s1 增大至 s**n，再从 s**n 减小至 s1 …… 如此反复。

因此解决方案为：模拟这个行索引的变化，在遍历 s 中把每个字符填到正确的行 res[i] 。

算法流程：

按顺序遍历字符串 s ：

res[i] += c： 把每个字符 c 填入对应行 s**i；

i += flag： 更新当前字符 c 对应的行索引；

flag = - flag： 在达到 Z 字形转折点时，执行反向。

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代码：

[Python]

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class Solution:
def convert(self, s: str, numRows: int) -> str:
if numRows < 2: return s
res = ["" for _ in range(numRows)]
i, flag = 0, -1
for c in s:
res[i] += c
if i == 0 or i == numRows - 1: flag = -flag
i += flag
return "".join(res)

[Java]

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class Solution {
public String convert(String s, int numRows) {
if(numRows < 2) return s;
List<StringBuilder> rows = new ArrayList<StringBuilder>();
for(int i = 0; i < numRows; i++) rows.add(new StringBuilder());
int i = 0, flag = -1;
for(char c : s.toCharArray()) {
rows.get(i).append(c);
if(i == 0 || i == numRows -1) flag = - flag;
i += flag;
}
StringBuilder res = new StringBuilder();
for(StringBuilder row : rows) res.append(row);
return res.toString();
}
}

[C++]

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class Solution {
public:
string convert(string s, int numRows) {
if (numRows < 2)
return s;
vector<string> rows(numRows);
int i = 0, flag = -1;
for (char c : s) {
rows[i].push_back(c);
if (i == 0 || i == numRows -1)
flag = - flag;
i += flag;
}
string res;
for (const string &row : rows)
res += row;
return res;
}
};

复杂度分析：

时间复杂度 *O*(*N*) ：遍历一遍字符串 s；

空间复杂度 *O*(*N*) ：各行字符串共占用 O(N) 额外空间。

个人代码：

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class Solution {
public String convert(String s, int numRows) {
if (numRows < 2) {
return s;
}
ArrayList<StringBuilder> rows = new ArrayList<>();
for (int i = 0; i < numRows; i++) {
rows.add(new StringBuilder());
}
int flag = -1;
int i = 0;
for (char c : s.toCharArray()) {
if (i == 0 || i == numRows - 1) {
flag = -flag;
}
rows.get(i).append(c);
i += flag;
}

StringBuilder res = new StringBuilder();
rows.forEach(e->res.append(e));
return res.toString();
}
}