【C/C++】796. 旋转字符串一起养成写作习惯！这是我参与「掘金日新计划 · 4 月更文挑战」的第7天，点击查看活动

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题目链接：796. 旋转字符串

题目描述

给定两个字符串, s 和 goal。如果在若干次旋转操作之后，s 能变成 goal ，那么返回 true 。

s 的旋转操作就是将 s 最左边的字符移动到最右边。

例如, 若 s = 'abcde'，在旋转一次之后结果就是'bcdea' 。

提示:

1 <= s.length, goal.length <= 100
s 和 goal 由小写英文字母组成

示例 1:

输入: s = "abcde", goal = "cdeab"
输出: true

示例 2:

输入: s = "abcde", goal = "abced"
输出: false

整理题意： 题目重点是需要理解对字符串的旋转操作，我们可以理解为将字符串首位连接起来形成一个环，然后在这个环内任意选取一个字母作为起始位置，然后绕环一圈得到的字符串，问对字符串s这样操作能否得到字符串goal。

解题思路分析

方法一：模拟 首先，如果 $s$ 和 $\textit{goal}$ 的长度不一样，那么无论怎么旋转， $s$ 都不能得到 $\textit{goal}$ ，返回 $\text{false}$ 。在长度一样（都为 $n$ ）的前提下，假设 $s$ 旋转 $i$ 位，则与 $\textit{goal}$ 中的某一位字符 $\textit{goal}[j]$ 对应的原 $s$ 中的字符应该为 $s[(i+j) \bmod n]$ 。在固定 $i$ 的情况下，遍历所有 $j$ ，若对应字符都相同，则返回 $\text{true}$ 。否则，继续遍历其他候选的 $i$ 。若所有的 $i$ 都不能使 $s$ 变成 $\textit{goal}$ ，则返回 $\text{false}$ 。

复杂度分析
时间复杂度： $O(n^2)$ ，其中 $n$ 是字符串 $s$ 的长度。我们需要双重循环来判断。
空间复杂度： $O(1)$ 。仅使用常数空间。

方法二：字符串搜索匹配（KMP算法） 首先，如果 $s$ 和 $\textit{goal}$ 的长度不一样，那么无论怎么旋转， $s$ 都不能得到 $\textit{goal}$ ，返回 $\text{false}$ 。我们可以这么思考， $s$ 字符串最多旋转多少次，也就是我们可以选取多少个字符作为起始位置，显然当我们对字符串进行旋转操作 $s.length()$ 次后将回到字符串本身，那我们可以将给定的字符串进行复制操作，将复制后的字符串添加到原字符串后面，也就是 $s + s$ ，得到的新字符串包含了所有 $s$ 可以通过旋转操作得到的字符串，所以我们只需要对 $\textit{goal}$ 字符串在 $\textit{s + s}$ 字符串中进行字符串匹配，检查 $\textit{goal}$ 字符串是否为 $\textit{s + s}$ 字符串的子字符串即可。

复杂度分析
时间复杂度： $O(n + m)$ ，其中 $n$ 是字符串 $s$ 的长度， $m$ 是字符串 $goal$ 的长度。
空间复杂度： $O(n)$ ，其中 $n$ 是字符串 $s$ 的长度。

这里使用到了KMP算法，对KMP算法不太理解的可以看看这里：【C/C++】KMP算法
学习完KMP算法后拿这道题进行练手，强化和巩固对KMP算法的理解。

代码实现

方法一：模拟

class Solution {
public:
    bool rotateString(string s, string goal) {
        //m为字符串s的长度，n为字符串goal的长度
        int m = s.size(), n = goal.size();
        //首先如果s和goal的长度不一样，那么无论怎么旋转，s都不能得到goal，返回false
        if (m != n) return false;
        //暴力匹配
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            bool flag = true;
            for (int j = 0; j < n; j++) {
                if (s[(i + j) % n] != goal[j]) {
                    flag = false;
                    break;
                }
            }
            if(flag) {
                return true;
            }
        }
        return false;
    }
};

方法二：字符串搜索匹配（KMP算法）

class Solution {
public:
    bool rotateString(string s, string goal) {
        //注意特殊情况，当s = "aa" goal = "a"时应该返回false
        //所以根据题目要求s和goal字符串长度应该相等才能匹配，否则直接返回false
        if(s.length() != goal.length()) return false;
        s = s + s;
        int n = goal.length();
        int nxt[n + 1];
        //获取模式串goal的getNext数组
        //初始化第0位的值，我们将其设成了-1，这只是为了编程的方便，并没有其他的意义。相当于把nxt整体右移一位
        nxt[0] = -1;
        //i表示当前模式串需要匹配的位置，j表示需要递归回溯（跳转）的位置
        int i = 0, j = -1;
        while(i < n){
            //匹配相等就继续
            if(j == -1 || goal[i] == goal[j]) nxt[++i] = ++j;
            //不匹配就回溯跳转，所以j的值永远不会超过i
            else j = nxt[j];
        }
        //字符串匹配，在新的字符串s（s + s）中匹配goal字符串
        int len = s.length();
        i = 0, j = 0;
        while(i < len && j < n){
            //如果j=-1表示goal字符串的首字母与当前s串的i不匹配
            if(j == -1 || s[i] == goal[j]) i++, j++;
            else j = nxt[j];
        }
        //如果goal字符串全部匹配成功，j会指向字符串末尾
        if(j == n) return true;
        else return false;
    }
};

总结

虽然题目很简单，很多方法都能解决，但是正是需要这样的简单题，让我们学会一题多解的思维，达到扩展思维的目的。虽然暴力模拟的做法可以提交通过，但是在做题的意义上只是得到了代码能力上的提升，如果能够通过这题扩展了自己思维和加强巩固已经学习过的算法（温故而知新，检验算法的学习和理解），那么这题的价值就有所不同了。

结束语

总有人因为害怕失败就拒绝尝试，却忘了最大的遗憾是未曾开始。生活中遇到的很多事，常常你弱它就强。面对无法绕过的人生难题，如果你总是选择逃避，就会一直是输家，唯有勇敢面对，才有可能会赢。