Z 字形变换：掌握秘诀，高效解决难题

2024-01-13 17:18:20

在前端开发中，解决算法难题是磨炼技能的必经之路。今天，我们聚焦于一道经典题型：Z 字形变换。掌握 Z 字形排列算法，不仅能提升你的编程能力，还能加深你对字符串处理的理解。

Z 字形变换的本质

Z 字形变换算法的精髓在于，将字符串中的字符按照特定的模式排列，形成一个 Z 字形的结构。例如，输入字符串为 "PAYPALISHIRING"，行数为 3，排列后的结果如下图所示：

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

从图中可以看出，Z 字形变换遵循以下规律：

第一行和最后一行只包含一个字符。
从第二行开始，每一行包含的字符数递增 2，直到达到中间行。
从中间行开始，每一行包含的字符数递减 2，直到最后一行。

算法步骤详解

基于上述规律，Z 字形变换算法的步骤可以总结为：

初始化一个二维数组 result，行数为 numRows，列数为 length / numRows + 1，其中 length 为字符串的长度。
定义两个变量 row 和 col，分别表示当前字符所在的行和列。
遍历字符串中的每一个字符：
- 如果 row 为 0 或 row 等于 numRows - 1，则当前字符直接添加到 result[row][col] 中，并更新 col。
- 如果 row 介于 0 和 numRows - 1 之间，则根据以下公式计算当前字符在 result 中的位置：result[row][col] = result[row][col] + s[i]，其中 i 为当前字符在字符串中的索引。
更新 row 和 col 的值，根据规律继续遍历字符串。

实战演练

下面我们通过一个实际案例来演练 Z 字形变换算法：

def convert(s, numRows):
    result = [[' ' for _ in range(len(s) // numRows + 1)] for _ in range(numRows)]
    row, col = 0, 0
    for c in s:
        result[row][col] = c
        if row == 0 or row == numRows - 1:
            col += 1
        else:
            row += 1 if col % 2 == 0 else -1
            col += 1 if col % 2 == 0 else -1
    return ''.join([''.join(row) for row in result]).replace(' ', '')