📗Z字形變換算法刷題打卡第一天

難度：中等#

題目：#

將一個給定字符串 s 根據給定的行數 numRows ，以從上往下、從左到右進行 Z 字形排列。

比如輸入字符串為 "PAYPALISHIRING" 行數為 3 時，排列如下：

P A H N
A P L S I I G
Y I R
之後，你的輸出需要從左往右逐行讀取，產生出一個新的字符串，比如："PAHNAPLSIIGYIR"。

請你實現這個將字符串進行指定行數變換的函數：

string convert(string s, int numRows);

示例：#

示例 1：

輸入：s = "PAYPALISHIRING", numRows = 3
輸出："PAHNAPLSIIGYIR"
示例 2：

輸入：s = "PAYPALISHIRING", numRows = 4
輸出："PINALSIGYAHRPI"
解釋：
P I N
A L S I G
Y A H R
P I
示例 3：

輸入：s = "A", numRows = 1
輸出："A"

解析：#

個人解析：#

將倒 Z 反轉成正 Z，然後用二維字符串數組來記錄（後面證明是不需要的，二維字符串數組可以直接用字符串類型列表來代替）
遍歷是有兩個方向的一個 i 不變 j++，一個 i++，j--（後面在官方解決方案中用 flag=1，-1 來表示這兩種狀態，更加優雅）

官方解析：#

字符串 s 是以 Z 字形為順序存儲的字符串，目標是按行打印。

設 numRows 行字符串分別為 s1 , s2 , … , s**n，則容易發現：按順序遍歷字符串 s 時，每個字符 c 在 N 字形中對應的 行索引 先從 s1 增大至 s**n，再從 s**n 減小至 s1 …… 如此反復。

因此解決方案為：模擬這個行索引的變化，在遍歷 s 中把每個字符填到正確的行 res[i] 。

算法流程：#

按順序遍歷字符串 s ：

res[i] += c： 把每個字符 c 填入對應行 s**i；
i += flag： 更新當前字符 c 對應的行索引；
flag = - flag： 在達到 Z 字形轉折點時，執行反向。

代碼：#

[Python]

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]

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++]

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;
    }
};

複雜度分析：#

時間複雜度 *O*(*N*) ：遍歷一遍字符串 s；
空間複雜度 *O*(*N*) ：各行字符串共占用 O(N) 額外空間。

個人代碼：#

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();
    }
}