原文链接: https://leetcode-cn.com/problems/zigzag-conversion

英文原文

The string "PAYPALISHIRING" is written in a zigzag pattern on a given number of rows like this: (you may want to display this pattern in a fixed font for better legibility)

P   A   H   N
A P L S I I G
Y   I   R

And then read line by line: "PAHNAPLSIIGYIR"

Write the code that will take a string and make this conversion given a number of rows:

string convert(string s, int numRows);

 

Example 1:

Input: s = "PAYPALISHIRING", numRows = 3
Output: "PAHNAPLSIIGYIR"

Example 2:

Input: s = "PAYPALISHIRING", numRows = 4
Output: "PINALSIGYAHRPI"
Explanation:
P     I    N
A   L S  I G
Y A   H R
P     I

Example 3:

Input: s = "A", numRows = 1
Output: "A"

 

Constraints:

• 1 <= s.length <= 1000
• s consists of English letters (lower-case and upper-case), ',' and '.'.
• 1 <= numRows <= 1000

中文题目

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 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"

 

提示：

• 1 <= s.length <= 1000
• s 由英文字母（小写和大写）、',' 和 '.' 组成
• 1 <= numRows <= 1000

通过代码

官方题解

方法一：按行排序

思路

通过从左向右迭代字符串，我们可以轻松地确定字符位于 Z 字形图案中的哪一行。

算法

我们可以使用 $\text{min}( \text{numRows}, \text{len}(s))$ 个列表来表示 Z 字形图案中的非空行。

从左到右迭代 $s$，将每个字符添加到合适的行。可以使用当前行和当前方向这两个变量对合适的行进行跟踪。

只有当我们向上移动到最上面的行或向下移动到最下面的行时，当前方向才会发生改变。

[jG99vE4g-C++]
class Solution {
public:
    string convert(string s, int numRows) {

        if (numRows == 1) return s;

        vector<string> rows(min(numRows, int(s.size())));
        int curRow = 0;
        bool goingDown = false;

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

        string ret;
        for (string row : rows) ret += row;
        return ret;
    }
};

[jG99vE4g-Java]
class Solution {
    public String convert(String s, int numRows) {

        if (numRows == 1) return s;

        List<StringBuilder> rows = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < Math.min(numRows, s.length()); i++)
            rows.add(new StringBuilder());

        int curRow = 0;
        boolean goingDown = false;

        for (char c : s.toCharArray()) {
            rows.get(curRow).append(c);
            if (curRow == 0 || curRow == numRows - 1) goingDown = !goingDown;
            curRow += goingDown ? 1 : -1;
        }

        StringBuilder ret = new StringBuilder();
        for (StringBuilder row : rows) ret.append(row);
        return ret.toString();
    }
}

复杂度分析

• 时间复杂度：$O(n)$，其中 $n == \text{len}(s)$
• 空间复杂度：$O(n)$

---

方法二：按行访问

思路

按照与逐行读取 Z 字形图案相同的顺序访问字符串。

算法

首先访问 行 0 中的所有字符，接着访问 行 1，然后 行 2，依此类推…

对于所有整数 $k$，

• 行 $0$ 中的字符位于索引 $k ; (2 \cdot \text{numRows} - 2)$ 处;
• 行 $\text{numRows}-1$ 中的字符位于索引 $k ; (2 \cdot \text{numRows} - 2) + \text{numRows} - 1$ 处;
• 内部的 行 $i$ 中的字符位于索引 $k ; (2 \cdot \text{numRows}-2)+i$ 以及 $(k+1)(2 \cdot \text{numRows}-2)- i$ 处;

[heMTwrqW-C++]
class Solution {
public:
    string convert(string s, int numRows) {

        if (numRows == 1) return s;

        string ret;
        int n = s.size();
        int cycleLen = 2 * numRows - 2;

        for (int i = 0; i < numRows; i++) {
            for (int j = 0; j + i < n; j += cycleLen) {
                ret += s[j + i];
                if (i != 0 && i != numRows - 1 && j + cycleLen - i < n)
                    ret += s[j + cycleLen - i];
            }
        }
        return ret;
    }
};

[heMTwrqW-Java]
class Solution {
    public String convert(String s, int numRows) {

        if (numRows == 1) return s;

        StringBuilder ret = new StringBuilder();
        int n = s.length();
        int cycleLen = 2 * numRows - 2;

        for (int i = 0; i < numRows; i++) {
            for (int j = 0; j + i < n; j += cycleLen) {
                ret.append(s.charAt(j + i));
                if (i != 0 && i != numRows - 1 && j + cycleLen - i < n)
                    ret.append(s.charAt(j + cycleLen - i));
            }
        }
        return ret.toString();
    }
}

复杂度分析

• 时间复杂度：$O(n)$，其中 $n == \text{len}(s)$。每个索引被访问一次。
• 空间复杂度：$O(n)$。对于 C++ 实现，如果返回字符串不被视为额外空间，则复杂度为 $O(1)$。

统计信息

通过次数	提交次数	AC比率
328330	645284	50.9%

提交历史

提交时间	提交结果	执行时间	内存消耗	语言