(C#)字符串反转

 

面是实现字符串反转的四种方法:

转自:

栈和队列_栈

数组 链表 树 适用于数据库应用中作数据记录
int[] a =new int[10];
a[1]=100;
int b=a[1];

方法一:

图片 1            static string Reverse1(string original)
图片 2图片 3            …{
图片 4                char[] arr = original.ToCharArray();
图片 5                Array.Reverse(arr);
图片 6                return new string(arr);
图片 7            }
图片 8
图片 9            static string Revease21(string original)
图片 10图片 11            …{
图片 12                int length = original.Length;
图片 13                char[] arr = new char[length];
图片 14                for (int i = 0; i < (length & (~3)); i += 4)
图片 15图片 16                …{
图片 17                    arr[i] = original[length – i – 1];
图片 18                    arr[i+1] = original[length – i – 2];
图片 19                    arr[i+2] = original[length – i – 3];
图片 20                    arr[i+3] = original[length – i – 4];
图片 21                }
图片 22(C#)字符串反转。                for (int i = length & (~3); i < length; i++)
图片 23图片 24                …{
图片 25                    arr[i] = original[length – i – 1];
图片 26                }
图片 27                return new string(arr);
图片 28            }
图片 29
图片 30            static string Revease22(string original)
图片 31图片 32            …{
图片 33                int length = original.Length;
图片 34                char[] arr = new char[length];
图片 35                for (int i = 0; i < length; i++)
图片 36图片 37                …{
图片 38                    arr[i] = original[length – i – 1];
图片 39                }
图片 40                return new string(arr);
图片 41            }
图片 42
图片 43            static string Revease3(string original)
图片 44图片 45            …{
图片 46                int length = original.Length;
图片 47                StringBuilder sb = new StringBuilder(length);
图片 48                for (int i = length-1; i >= 0; i–)
图片 49                sb.Append(original[i]);
图片 50                return sb.ToString();
图片 51            }

 

栈和队列 1.通常情况作为程序员的工具来运用

        2.受限访问
        3.更加抽象(主要通过接口进行定义)

栈就是一组记录,表现形式为先进后出

public static string Reverse(string name)
{
     if (String.IsNullOrEmpty(name))
       {
           throw new Exception(“字符串不能为空!”);
       }
    StringBuilder sb = new StringBuilder(name.Length);
    for (int i = name.Length-1; i >= 0; i–)
     {
        sb.Append(name[i]);
    }
        return sb.ToString();
}

 Revease1()中对char[]进行了两次赋值(ToCharArray()和Array.Revease),所以我有想到了Revease2和Revease3()两种方法,下面是对这四种方法进行简单性能测试的代码:

1. 使用Array.Reverse方法

表示栈的代码

public class StackX{
private long[] stackArray;
private int maxSize;
private int top;//指向最顶层的位置
public StackX(int s){
maxSize=s;
stackArray=new long[maxSize];
top=-1;//因为第一个放进去的数据应该放在数组的0里面,初始没有的话
就给-1
}
//添加数据,永远往上添加
public void push(long j){
stackArray[++top]=j;
}
//查看并删除
public long pop(){
return stackArray[top–];
}
//查看
public long peek(){
return stackArray[top];
}
public boolean isEmpty(){
return top==-1;//如果top==-1则是空的,因为我们初始设置的
}
public boolean isFull(){
return top==(maxSize-1);
}
}

Public class StackApp{
Public static void main(String[]args){
StackX theStack=new StackX(10);
theStack.push(20);
theStack.push(40);
theStack.push(60);
theStack.push(80);
while(theStack.isEmpty()){
long value=theStack.pop();
System.out.print(value+””);
}
System.out.println();
System.ut.println(“theStack.isEmpty=”+theStack.isEmpty());
}
}

 

图片 52   static void Main(string[] args)
图片 53图片 54            …{
图片 55                string testString = “测试字符串反转测试字符串反转测试字符串反转测试字符串反转测试字符串反转测试字符串反转测试字符串反转测试字符串反转测试字符串反转测试字符串反转测试字符串反转测试字符串反转测试字符串反转测试字符串反转测试字符串反转测试字符串反转测试字符串反转测试字符串反转测试字符串反转测试字符串反转测试字符串反转测试字符串反转测试字符串反转测试字符串反转测试字符串反转测试字符串反转测试字符串反转测试字符串反转测试字符串反转测试字符串反转测试字符串反转测试字符串反转”;
图片 56                DateTime start = DateTime.Now;
图片 57                for (int i = 0; i < 3000000; i++)
图片 58图片 59                …{
图片 60                    string s = Reverse1(testString);
图片 61                }
图片 62                DateTime end = DateTime.Now;
图片 63                Console.WriteLine(“1 :  “+(end – start));
图片 64
图片 65                start = DateTime.Now;
图片 66                for (int i = 0; i < 3000000; i++)
图片 67图片 68                …{
图片 69                    string s = Revease21(testString);
图片 70                }
图片 71                end = DateTime.Now;
图片 72                Console.WriteLine(“21:  ” + (end – start));
图片 73
图片 74                start = DateTime.Now;
图片 75                for (int i = 0; i < 3000000; i++)
图片 76图片 77                …{
图片 78                    string s = Revease22(testString);
图片 79                }
图片 80                end = DateTime.Now;
图片 81                Console.WriteLine(“22:  ” + (end – start));
图片 82
图片 83                start = DateTime.Now;
图片 84                for (int i = 0; i < 3000000; i++)
图片 85图片 86                …{
图片 87                    string s = Revease3(testString);
图片 88                }
图片 89                end = DateTime.Now;
图片 90                Console.WriteLine(“3 :  ” + (end – start));
图片 91
图片 92                Console.ReadLine();
图片 93            }

对于字符串反转,我们可以使用.NET类库自带的Array.Reverse方法

Java实例1:单词逆序

public class StackX {
private int maxSize;
private char[] stackArray;//栈数组
private int top;//指针
public StackX(int max) {
maxSize=max;
stackArray=new char[maxSize];
top=-1;//top开始的时候位置是0 所以=-1
}
public void push(char j) {
stackArray[++top]=j;//先让top递增一个再赋值
}
public char pop() {
return stackArray[top–];//弹出
}
public char peek() {
return stackArray[top];//查找
}
public boolean isEmpty() {
//栈是否为空
return top==-1;
}
}

public class Reverser {
private String input;//通过构造函数传过来的input
private String output;
public Reverser(String in) {
input=in;
}
public String doRev() {//反转
int stackSize=input.length();
StackX theStack=new StackX(stackSize);//创建一个栈
for(int j=0;j<input.length();j++) {
char ch=input.charAt(j);//拿出来字符串中指定的字符
theStack.push(ch);
}
output=””;
while(!theStack.isEmpty()) {
char c=theStack.pop();
output=output+c;

    }
    return output;
}

}

import java.io.*;
public class ReverseApp {
public static void main(String[]args ) throws IOException{//抛出异常
String input,output;
while(true) {
System.out.println(“Enter a String:”);
System.out.flush();//刷新一下
input=getString();
if(input.equals(“”))break;
Reverser theReverser=new Reverser(input);
output=theReverser.doRev();
System.out.println(“Reversed:”+output);
StringBuilder sb=new StringBuilder(“中华人民共和国”);
System.out.println(“StringBuilder reverse:”+sb.reverse());
}
}
public static String getString() throws IOException{
InputStreamReader isr=new
InputStreamReader(System.in);//输入流的读取器
BufferedReader br=new BufferedReader(isr);//带缓存的读取器
String s=br.readLine();
return s;
}
}

方法二:.NET3.5以上

测试结果是Revease1()代码最简洁,运行速度也最快,Revease21()和Revease22()其次,Revease3()最慢。可见.net
framework中实现的ToCharArray()和Array.Revease()效率还是蛮高的^_^

public static string ReverseByArray(string original)
{
char[] c = original.ToCharArray();
Array.Reverse(c);
return new string(c);
}

Java实例2:分隔符匹配

public class StackX {
private int maxSize;
private char[] stackArray;//栈数组
private int top;//指针
public StackX(int max) {
maxSize=max;
stackArray=new char[maxSize];
top=-1;//top开始的时候位置是0 所以=-1
}
public void push(char j) {
stackArray[++top]=j;//先让top递增一个再赋值
}
public char pop() {
return stackArray[top–];//弹出
}
public char peek() {
return stackArray[top];//查找
}
public boolean isEmpty() {
//栈是否为空
return top==-1;
}
}

public class BracketChecker {
private String input;
public BracketChecker(String in) {
input=in;
}
//写一个检查的方法
public void check() {
int stackSize=input.length();
StackX theStack=new StackX(stackSize);
//a{b(c[d]e)f} {([ ])}
for(int j=0;j<input.length();j++) {
char ch=input.charAt(j);
switch(ch) {
case ‘{‘:
case ‘(‘:
case ‘[‘:
theStack.push(ch);//放入栈里
break;
case ‘}’:
case ‘)’:
case ‘]’:
if(theStack.isEmpty()) {
char chx=theStack.pop();
if((ch==’}’&& chx!='{‘)||(ch==’]’&& chx!='[‘)||(ch==’)’&& chx!='(‘)
) {
System.out.println(“Error:”+ch+”at”+j);
}
}
else {
System.out.println(“Error:”+ch+”at”+j);
}
break;
default:
break;
}
}
if(!theStack.isEmpty())System.out.println(“Error:missing right
delimiter.”);
}
}

import java.io.*;

public class BracketApp {
public static void main(String[]args) throws IOException {
String input;
while(true) {
System.out.println(“Enter string containing delimiters:”);
System.out.flush();
input=getString();
if(input.equals(“”))break;
BracketChecker theChecker=new BracketChecker(input);
theChecker.check();
}
}
public static String getString() throws IOException{
InputStreamReader isr=new
InputStreamReader(System.in);//输入流的读取器
BufferedReader br=new BufferedReader(isr);//带缓存的读取器
String s=br.readLine();
return s;
}
}

public static string Reverse(string name)
{
     char[] reverse = name.Reverse().ToArray();

但还有个奇怪的问题,就是Debug版本中的Revease1()和Revease21()运行起来要比Release版本中的要快,而Revease22()和Revease3()就比较正常。按说Release时做了更多的优化工作,运行起来更快才对,迷惑ing…,下面是测试结果:

2. 使用字符缓存

     return new string(reverse);
}

Debug:

在面试或笔试中,往往要求不用任何类库方法,那么有朋友大概会使用类似下面这样的循环方法

 

1 :  00:00:03.4375000
21:  00:00:06.1250000
22:  00:00:09.9687500
3 :  00:01:05.5468750

public static string ReverseByCharBuffer(this string original)
{
char[] c = original.ToCharArray();
int l = original.Length;
char[] o = new char[l];
for (int i = 0; i < l ; i++)
{
o[i] = c[l – i – 1];
}
return new string(o);
}

方法三:二分法

Release:

当然,聪明的同学们一定会发现不必对这个字符数组进行完全遍历,通常情况下我们会只遍历一半

public static string Reverse(string name)
{
   if (String.IsNullOrEmpty(name))
   {
      throw new Exception(“字符串不能为空!”);
   }
  char[] nm = name.ToCharArray();
  for (int i = 0; i < (nm.Length-1 )/ 2; i++)
  {
     char q = nm[i];
     nm[i]= nm[nm.Length – 1 – i];
    nm[nm.Length – 1 – i] = q;
  }

1 :  00:00:05.7812500
21:  00:00:07.4218750
22:  00:00:08.2500000
3 :  00:00:50.3593750

public static string ReverseByCharBuffer2(string original)
{
char[] c = original.ToCharArray();
int l = original.Length;
for (int i = 0; i < l / 2; i++)
{
char t = c[i];
c[i] = c[l – i – 1];
c[l – i – 1] = t;
}
return new string(c);
}

  return new string(nm);

附1:Array.Revease()方法的源码(由Reflector.exe反汇编得到):

ReverseByCharBuffer使用了一个新的数组,而且遍历了字符数组的所有元素,因此时间和空间的开销都要大于ReverseByCharBuffer2。

}

图片 94[ReliabilityContract(Consistency.MayCorruptInstance, Cer.MayFail)]
图片 95public static void Reverse(Array array)
图片 96图片 97…{
图片 98      if (array == null)
图片 99图片 100      …{
图片 101            throw new ArgumentNullException(“array”);
图片 102      }
图片 103      Array.Reverse(array, array.GetLowerBound(0), array.Length);
图片 104}
图片 105
图片 106[ReliabilityContract(Consistency.MayCorruptInstance, Cer.MayFail)]
图片 107public static void Reverse(Array array, int index, int length)
图片 108图片 109…{
图片 110      int num1;
图片 111      int num2;
图片 112      if (array == null)
图片 113图片 114      …{
图片 115            throw new ArgumentNullException(“array”);
图片 116      }
图片 117      if ((index < array.GetLowerBound(0)) || (length < 0))
图片 118图片 119      …{
图片 120            throw new ArgumentOutOfRangeException((index < 0) ? “index” : “length”, Environment.GetResourceString(“ArgumentOutOfRange_NeedNonNegNum”));
图片 121      }
图片 122      if ((array.Length – (index – array.GetLowerBound(0))) < length)
图片 123图片 124      …{
图片 125            throw new ArgumentException(Environment.GetResourceString(“Argument_InvalidOffLen”));
图片 126      }
图片 127      if (array.Rank != 1)
图片 128图片 129      …{
图片 130            throw new RankException(Environment.GetResourceString(“Rank_MultiDimNotSupported”));
图片 131      }
图片 132      if (!Array.TrySZReverse(array, index, length))
图片 133图片 134      …{
图片 135            num1 = index;
图片 136            num2 = (index + length) – 1;
图片 137            object[] objArray1 = array as object[];
图片 138            if (objArray1 == null)
图片 139图片 140            …{
图片 141                  goto Label_00DE;
图片 142            }
图片 143            while (num1 < num2)
图片 144图片 145            …{
图片 146                  object obj1 = objArray1[num1];
图片 147                  objArray1[num1] = objArray1[num2];
图片 148                  objArray1[num2] = obj1;
图片 149                  num1++;
图片 150                  num2–;
图片 151            }
图片 152      }
图片 153      return;
图片 154Label_00DE:
图片 155      if (num1 >= num2)
图片 156图片 157      …{
图片 158            return;
图片 159      }
图片 160      object obj2 = array.GetValue(num1);
图片 161      array.SetValue(array.GetValue(num2), num1);
图片 162      array.SetValue(obj2, num2);
图片 163      num1++;
图片 164      num2–;
图片 165      goto Label_00DE;
图片 166}

在Array.Reverse内部,调用了非托管方法TrySZReverse,如果TrySZReverse不成功,实际上也是调用了类似ReverseByCharBuffer2的方法。

 

附2:StringBuilder.Append()方法的源码(由Reflector.exe反汇编得到):

if (!TrySZReverse(array, index, length))
{
int num = index;
int num2 = (index + length) – 1;
object[] objArray = array as object[];
if (objArray == null)
{
while (num < num2)
{
object obj3 = array.GetValue(num);
array.SetValue(array.GetValue(num2), num);
array.SetValue(obj3, num2);
num++;
num2–;
}
}
else
{
while (num < num2)
{
object obj2 = objArray[num];
objArray[num] = objArray[num2];
objArray[num2] = obj2;
num++;
num2–;
}
}
}

图片 167public StringBuilder Append(string value)
图片 168图片 169…{
图片 170      if (value != null)
图片 171图片 172      …{
图片 173            string text1 = this.m_StringValue;
图片 174            IntPtr ptr1 = Thread.InternalGetCurrentThread();
图片 175            if (this.m_currentThread != ptr1)
图片 176图片 177            …{
图片 178                  text1 = string.GetStringForStringBuilder(text1, text1.Capacity);
图片 179            }
图片 180            int num1 = text1.Length;
图片 181            int num2 = num1 + value.Length;
图片 182            if (this.NeedsAllocation(text1, num2))
图片 183图片 184            …{
图片 185                  string text2 = this.GetNewString(text1, num2);
图片 186                  text2.AppendInPlace(value, num1);
图片 187                  this.ReplaceString(ptr1, text2);
图片 188            }
图片 189            else
图片 190图片 191            …{
图片 192                  text1.AppendInPlace(value, num1);
图片 193                  this.ReplaceString(ptr1, text1);
图片 194            }
图片 195      }
图片 196      return this;
图片 197}
图片 198
图片 199private bool NeedsAllocation(string currentString, int requiredLength)
图片 200图片 201…{
图片 202      return (currentString.ArrayLength <= requiredLength);
图片 203
图片 204
图片 205internal unsafe void AppendInPlace(string value, int currentLength)
图片 206图片 207…{
图片 208      int num1 = value.Length;
图片 209      int num2 = currentLength + num1;
图片 210      fixed (char* chRef1 = &this.m_firstChar)
图片 211图片 212      …{
图片 213            fixed (char* chRef2 = &value.m_firstChar)
图片 214图片 215            …{
图片 216                  string.wstrcpy(chRef1 + currentLength, chRef2, num1);
图片 217            }
图片 218            chRef1[num2] = ‘

大致上我能想到的算法就是这么多了,但是我无意间发现了StackOverflow上的一篇帖子,才发现这么一个看似简单的反转算法实现起来真可谓花样繁多。
3. 使用StringBuilder
使用StringBuilder方法大致和ReverseByCharBuffer一样,只不过不使用字符数组做缓存,而是使用StringBuilder。

 

public static string ReverseByStringBuilder(this string original)
{
StringBuilder sb = new StringBuilder(original.Length);
for (int i = original.Length – 1; i >= 0; i–)
{
sb.Append(original[i]);
}
return sb.ToString();
}

当然,你可以预见,这种算法的效率不会比ReverseByCharBuffer要高。

我们可以像使用字符缓存那样,对使用StringBuilder方法进行优化,使其遍历过程也减少一半

public static string ReverseByStringBuilder2(this string original)
{
StringBuilder sb = new StringBuilder(original);
for (int i = 0, j = original.Length – 1; i <= j; i++, j–)
{
sb[i] = original[j];
sb[j] = original[i];
}
return sb.ToString();
}

以上这几种方法按算法角度来说,其实可以归结为一类。然而下面的几种算法就完全不是同一类型的了。
使用栈

4.
栈是一个很神奇的数据结构。我们可以使用它后进先出的特性来对数组进行反转。先将数组所有元素压入栈,然后再取出,顺序很自然地就与原先相反了。

public static string ReverseByStack(this string original)
{
Stack<char> stack = new Stack<char>();
foreach (char ch in original)
{
stack.Push(ch);
}
char[] c = new char[original.Length];
for (int i = 0; i < original.Length; i++)
{
c[i] = stack.Pop();
}
return new string(c);
}

两次循环和栈的开销无疑使这种方法成为目前为止开销最大的方法。但使用栈这个数据结构的想法还是非常有价值的。
使用XOR

5. 使用逻辑异或也可以进行反转

public static string ReverseByXor(string original)
{
char[] charArray = original.ToCharArray();
int l = original.Length – 1;
for (int i = 0; i < l; i++, l–)
{
charArray[i] ^= charArray[l];
charArray[l] ^= charArray[i];
charArray[i] ^= charArray[l];
}
return new string(charArray);
}

在C#中,x ^= y相当于x = x ^
y。通过3次异或操作,可以将两个字符为止互换。对于算法具体的解释可以参考这篇文章。
6. 使用指针

使用指针可以达到最快的速度,但是unsafe代码不是微软所推荐的,在这里我们就不多做讨论了

public static unsafe string ReverseByPointer(this string original)
{
fixed (char* pText = original)
{
char* pStart = pText;
char* pEnd = pText + original.Length – 1;
for (int i = original.Length / 2; i >= 0; i–)
{
char temp = *pStart;
*pStart++ = *pEnd;
*pEnd– = temp;
}

return original;
}
}

7. 使用递归

对于反转这类算法,都可以使用递归方法

public static string ReverseByRecursive(string original)
{
if (original.Length == 1)
return original;
else
return original.Substring(1).ReverseByRecursive() + original[0];
}

8. 使用委托,还可以使代码变得更加简洁

public static string ReverseByRecursive2(this string original)
{
Func<string, string> f = null;
f = s => s.Length > 0 ? f(s.Substring(1)) + s[0] :
string.Empty;
return f(original);
}

但是委托开销大的弊病在这里一点也没有减少,以至于我做性能测试的时候导致系统假死甚至内存益处。
使用LINQ

9.
System.Enumerable里提供了默认的Reverse扩展方法,我们可以基于该方法来对String类型进行扩展

public static string ReverseByLinq(this string original)
{
return new string(original.Reverse().ToArray());
}

10.通过char数组的方式遍历反转:

package string;

public class StringTest3 {
   public  static void main(String[] args)
   {
     String s="abcdefg";
       String s2="";
     char[] cs=s.toCharArray();
        for(int i=cs.length-1;i>=0;i--)
        {
         s2=s2+cs[i];
      }
     System.out.println("对字符串进行反转操作后为:"+s2);
       StringBuffer sb=new StringBuffer("abcdefg");
      StringBuffer sb2=sb.reverse();
        System.out.println("对StringBuffer进行反转操作后为:"+sb2);
  }

}