使字符数组向左/向右旋转其单元格 n 次

问题描述

我是新来的，但我听说了很多关于这个网站的信息，现在我已经被接受了 7 个月的软件开发“训练营”，我正在为即将到来的测试磨练我的 C 知识。

我已经通过了一个测试题，但我没有完成这个问题，这让我很困扰。

问题是用 C 编写一个程序，该程序将字符（char）数组的单元向左移动 1（对我来说朝哪个方向并不重要，但问题指定为左）。而且我还自己决定在执行期间不要使用临时数组/堆栈或任何其他结构来保存整个数组数据。

所以包含 '0' '1' '2' 'A' 'B' 'C' 的 'string' 或字符数组将变成 '1' '2' 'A' 'B' 'C' '0' 函数使用一次后。

写这个没问题，我相信我最终得到了类似的东西：

void ArrayCharMoveLeft(char arr[],int arrsize,int times) {
    int i;
    for (i = 0; i <= arrsize ; i++) {
        ArraySwap2CellsChar(arr,i,i+1);
    }
}

正如您所见，该函数有点模块化，因为它允许输入单元格需要向左移动或移动的次数。我没有实施它，但这就是想法。

据我所知，有 3 种方法可以做到这一点：

循环 ArrayCharMoveLeft 次。这本能地感觉效率低下。
在 ArrayCharMoveLeft 中使用递归。这应该类似于第一个解决方案，但我不是 100% 确定如何实现它。
这就是我想弄清楚的方法：循环中没有循环、没有递归、没有临时数组，程序将知道如何将单元格向左/向右移动 x 次而不会出现任何问题。

问题是，在交换数组中的 N 次单元格后，剩余的数组大小 - 有时没有组织。例如：

使用 ArrayCharMoveLeft 和 3 作为上述给定数组的次数将产生 ABC021 而不是 ABC012 的期望值。

我为此运行了以下函数：

int i;
char* lastcell;
if (!(times % arrsize))
{
    printf("nothing to move!\n");
    return;
}
times = times % arrsize;
// Input checking. in case user inputs multiples of the array size,auto reduce to array size reminder
for (i = 0; i < arrsize-times; i++) {
    printf("I = %d ",i);
    PrintArray(arr,arrsize);
    ArraySwap2CellsChar(arr,i+times);
}

如您所见，for 运行从 0 到数组大小 - 次。如果使用此函数，请使用包含 14 个字符的数组。然后使用 times = 5 将使 for 从 0 运行到 9，因此单元格 10 - 14 不按顺序排列（但其余的都是）。

最糟糕的是，剩余的单元格始终保持序列，但位置不同。意思是不是 0123，它们可以是 3012 或 2301 ......等等。

我在不同的时间值上运行了不同的数组，但没有找到特定的模式，例如“如果剩余单元格 = 3，则对剩余单元格使用 ArrayCharMoveLeft，时间 = 1）。

它似乎总是 2 个选项中的 1 个：剩余的单元格按顺序排列，或者用不同的值移动。它似乎与此类似：时移+方向对齐 1 0 2 0 3 0 4 1R 5 3R 6 5R 7 3R 8 1R 数字随着不同的时间和数组而变化。有人对此有什么想法吗？即使您在循环中使用递归或循环，我也想听听可能的解决方案。唯一确定的规则是不要使用临时数组。

提前致谢！

解决方法

使用标准库函数 memcpy、memmove 等，因为它们针对您的平台进行了非常优化。
使用正确的尺寸类型 - size_t 而非 int

char *ArrayCharMoveLeft(char *arr,const size_t arrsize,size_t ntimes) 
{
    ntimes %= arrsize;
    if(ntimes)
    {
        char temp[ntimes];
        memcpy(temp,arr,ntimes);
        memmove(arr,arr + ntimes,arrsize - ntimes);
        memcpy(arr + arrsize - ntimes,temp,ntimes);
    }
    return arr;
}

但是您希望它没有临时数组（内存效率更高，性能非常差）：

char *ArrayCharMoveLeft(char *arr,size_t arrsize,size_t ntimes) 
{
    ntimes %= arrsize;
    while(ntimes--)
    {
        char temp = arr[0];
        memmove(arr,arr + 1,arrsize - 1);
        arr[arrsize -1] = temp;
    }
    return arr;
}

https://godbolt.org/z/od68dKTWq https://godbolt.org/z/noah9zdYY

如果出于学习的目的而不管效率或简单性，您只想使用 ArraySwap2CellsChar 交换两个数组元素，您可以通过一些调整来保持循环。正如您所指出的，给定的 for (i = 0; i < arrsize-times; i++) 循环使最后一个 times 元素不合适。为了正确放置所有元素，循环条件必须是 i < arrsize-1（少一个就足够了，因为如果除了最后一个元素之外的每个元素都是正确的，那么最后一个也必须是正确的）。当然，当 i 几乎运行到 arrsize 时，i+times 不能作为另一个交换索引；相反，必须计算要放置在索引 j 处的元素的正确索引 i。这个计算结果有点棘手，因为元素已经从它的原始位置交换了。这是循环的修改变体：

for (i = 0; i < arrsize-1; i++)
{
    printf("i = %d ",i);
    int j = i+times;
    while (arrsize <= j) j %= arrsize,j += (i-j+times-1)/times*times;
    printf("j = %d ",j);
    PrintArray(arr,arrsize);
    ArraySwap2CellsChar(arr,i,j);
}

免责声明：我不确定在这里共享完整的工作代码是否很常见，因为这实际上是我在这里提出的第一个问题，因此假设该想法是回答特定问题，我将避免这样做，并且不提供抓取的示例解决方案（这可能会破坏学习和探索 C 的目的）。这一论点得到以下事实的支持，即此特定任务源自编程课程使用的编程测试，其目的是过滤掉不适合进行为期 7 个月的软件开发密集培训的申请人。如果你还想看我的代码，私信我。

因此，在@Armali 的大力帮助下，我很高兴地宣布问题已得到解答！我们一起想出了一个函数，它接受 C 中的字符数组（字符串），并且不使用任何以前编写的库（例如 strings.h），甚至不使用临时数组，它将数组中的所有单元旋转 N 次向左。

示例：在 N = 5 的以下数组上使用 ArrayCharMoveLeft()：原始数组：0123456789ABCDEF 更新数组：56789ABCDEF01234 如您所见，第一个单元格 (0) 现在是第六个单元格 (5)，第二个单元格是第 7 个单元格，依此类推。所以每个单元格向左移动了 5 次。前 5 个单元格“溢出”到数组的末尾，现在显示为最后 5 个单元格，同时保持它们的顺序。该函数适用于各种数组长度和 N 值。

这不是什么成就，而是尝试用尽可能少的变量来执行任务（只有 4 个整数，除了 char 数组，还计算用于交换单元格的子函数）。

它是使用嵌套循环实现的，因此它在运行时方面并不高效，只是在内存方面，同时仍然是自编码函数，没有使用外部库（stdio.h 除外）。

参考 Armali 发布的解决方案，它应该可以为您提供这个问题的答案。

arrays arrays arrays c char char string string