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leetcode刷题日记—— Z 字形变换

news 来源：原创 2025/6/17 14:14:31

[ 题目描述 ]：
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[ 思路 ]：

题目要求将一个字符串按照给定的行数进行 z 字形排列，然后读取每一行组成的新的字符串
最简单的想法就是遍历字符串，对每个字符从 0 - numRows - 0，这样的顺序去存储每个字符所在的行，然后遍历每一行放入答案数组
运行如下

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char* convert(char* s, int numRows) {
    int len=strlen(s);
    if(len==1 || numRows==1) return s;
    bool is_reverse=false;
    int* char_index=(int*)malloc(sizeof(int)*(len));
    char* ans=(char*)malloc(sizeof(char)*(len+1));
    ans[len]='\0';
    int index=0;
    for(int i=0;i<len;i++){
        if(is_reverse){
            char_index[i]=index--;
        }else{
            char_index[i]=index++;
        }
        if(index==numRows-1 || index==0){
            is_reverse=!is_reverse;
        }
    }
    int row=0,ans_index=0;
    while(row<numRows){
        for(int i=0;i<len;i++){
            if(char_index[i]==row){
                ans[ans_index++]=s[i];
            }
        }
        row++;
    }
    free(char_index);
    return ans;
}

[ 优化 ]：

上面的解法使用了很多的额外空间，并且这题的重新排列的顺序是由规律的，那是否可以根据这一规律，对每行元素的位置进行确定
由题意可以发现，一个完整Z字形周期为 2 * numRows - 2，因为第一行和最后一行在一个完整的 z 字周期中，仅只有一个元素，其他行均为二
按行处理字符串，对于每一行 i，从该行的起始位置开始
- 垂直向下的字符位于 j + i
- 斜向上的字符位于 j + cycleLen - i（首行和末行除外）
运行如下

char* convert(char* s, int numRows) {
    if (numRows==1) return s;
    int len=strlen(s);
    char* ans=(char*)malloc(len + 1);
    ans[len] = '\0';
    int index=0;
    int cycleLen=2 * numRows - 2;
    for (int i = 0; i < numRows; i++) {
        for (int j = 0; j + i < len; j += cycleLen) {
            ans[index++] = s[j + i];
            if (i != 0 && i != numRows - 1 && j + cycleLen - i < len) {
                ans[index++] = s[j + cycleLen - i];
            }
        }
    }
    return ans;
}

[ 官方题解 ]：

一、利用二维矩阵模拟，就是创建一个矩阵，然后将字符按照 z 字形，存放在这个二维矩阵中，再遍历这个二维矩阵的每一行，得出答案。其实和第一种解法一样，只是我存储的是每个字符的所在的行数
二、压缩矩阵空间，在方法一的基础上，削减了没有用上的空间。主要通过为每一行去初始化一个空列表，然后遍历字符串，将每个字符插入对应行的列表的末尾
三、直接构造，通过 Z 字形变换的规律来做的，就是上面优化的算法