LeetCode796. 旋转字符串（从业务思想到算法思想）

796. 旋转字符串（简单）

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' 。

示例1：

输入: s = “abcde”, goal = “cdeab”
输出: true

示例2：

输入: s = “abcde”, goal = “abced”
输出: false

提示：

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

解法一：暴力匹配

思路：

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。
然后根据业务开发思想，按要求旋转字符串，再做字符串是否相等的判断。

代码（Java）

/**
 * 方法一：暴力匹配
 * 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(n)。拼接字符串的空间
 */
public boolean rotateString(String s, String goal) {
    int sLength = s.length();
    int goalLength = goal.length();
    if (sLength != goalLength) {
        return false;
    }
    for (int i = 0; i < sLength; i++) {
        char c = s.charAt(0);
        String substring = s.substring(1);
        s = substring + c;
        if (s.equals(goal)) {
            return true;
        }
    }
    return false;
}

解法二：搜索子字符串

思路：

首先，一样的，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。

因为字符串 s+s 包含了所有 s 可以通过旋转操作得到的字符串，只需要检查goal 是否为 s + s 的子字符串即可。

代码（Java）

/**
 * 方法二：搜索子字符串
 * 时间复杂度：O(n)，KMP算法搜索子字符串的时间复杂度为 O(n)
 * 空间复杂度：O(n)，KMP算法搜索子字符串的空间复杂度为 O(n)
 */
public boolean rotateString2(String s, String goal) {
    return s.length() == goal.length() && (s + s).contains(goal);
}

附：最优版KMP算法实现

public boolean rotateString3(String s, String goal) {
    return s.length() == goal.length() && knuthMorrisPrattMatch(s + s, goal) > -1;
}

/**
 * 剪枝的效果
 *
 * @param s
 * @return
 */
private int[] getNext(String s) {
    int len = s.length(), i = 0, j = -1;
    int[] next = new int[len];
    next[0] = -1;
    while (i < len - 1) {
        if (j == -1 || s.charAt(i) == s.charAt(j)) {
            ++i;
            ++j;
            // 当两个字符相等时要跳过
            if (s.charAt(i) == s.charAt(j)) {
                next[i] = next[j];
            } else {
                next[i] = j;
            }
        } else {
            j = next[j];
        }
    }
    return next;
}

/**
 * 字符串匹配，返回匹配的模式串在主串中的起始位置
 *
 * @param sourceString 主串
 * @param pattern      模式串
 * @return
 */
public int knuthMorrisPrattMatch(String sourceString, String pattern) {
    int sourceLen = sourceString.length(), patternLen = pattern.length();
    int[] next = getNext(pattern);
    int i = 0, j = 0;
    while (i < sourceLen && j < patternLen) {
        // 当j为-1时，要移动的是i，当然j也要归0
        if (j == -1 || pattern.charAt(j) == sourceString.charAt(i)) {
            j++;
            i++;
        } else {
            // i = i - j + 1;
            // i不需要回溯，j回到指定位置
            j = next[j];
        }
    }
    if (j == patternLen) {
        return i - j;
    }
    return -1;
}
}