使用位运算值交换等方式反转java字符串共四种方法

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在本文中,咱们将向您展现几种在 Java 中将 String 类型的字符串字母倒序的几种办法。

  • StringBuilder(str).reverse()
  • char[]循环与值替换
  • byte循环与值替换
  • apache-commons-lang3

如果是为了进行开发,请抉择 StringBuilder(str).reverse()API。出于学习的目标,咱们能够钻研char[]byte办法,其中波及到值调换和移位运算技术,这些技术对于理解StringBuilder(str).reverse()API 黑匣子背地原理十分有帮忙。

1. StringBuilder(str).reverse()

在 Java 中,咱们能够应用 StringBuilder(str).reverse() 使字符串字母倒序。

public class ReverseString1 {public static void main(String[] args) {

        String str = "Reverse a String in Java";

        StringBuilder sb = new StringBuilder(str).reverse();

        System.out.println(sb.toString());

    }
}

输入后果

avaJ ni gnirtS a esreveR

2.char[]

首先,咱们将字符串转换为 char 数组,并一一循环 char 数组,并应用 temp 变量替换值。

public class ReverseString2 {public static void main(String[] args) {

        String str = "Hello World";
        System.out.println(reverse(str));         //  dlroW olleH

    }

    public static String reverse(String input) {if (input == null || input.length() < 0)
            throw new IllegalArgumentException("Please provide an input!");

        char[] result = input.toCharArray();

        int startIndex = 0;
        int endIndex = result.length - 1;
        char temp;

        for (; endIndex > startIndex; startIndex++, endIndex--) {temp = result[startIndex];
            result[startIndex] = result[endIndex];
            result[endIndex] = temp;
        }

        return new String(result);
    }

}

下面的算法须要 5 个循环(长度 / 2)来使字符串倒序“Hello World”。

------------------------------------
H  e  l  l  o     W  o  r  l  d
------------------------------------
0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10
------------------------------------

Loop #1 - Swap index 0 <-> index 10
------------------------------------
{d}  e  l  l  o     W  o  r  l  {H}
------------------------------------
{0}  1  2  3  4  5  6  7  8  9  {10}
------------------------------------

Loop #2 - Swap index 1 <-> index 9
------------------------------------
d  {l}  l  l  o     W  o  r  {e}  H
------------------------------------
0  {1}  2  3  4  5  6  7  8  {9}  10
------------------------------------

Loop #3 - Swap index 2 <-> index 8
------------------------------------
d  l  {r}  l  o     W  o  {l}  e  H
------------------------------------
0  1  {2}  3  4  5  6  7  {8}  9  10
------------------------------------

Loop #4 - Swap index 3 <-> index 7
------------------------------------
d  l  r  {o}  o     W  {l}  l  e  H
------------------------------------
0  1  2  {3}  4  5  6  {7}  8  9  10
------------------------------------

Loop #5 - Swap index 4 <-> index 6
------------------------------------
d  l  r  o  {W}     {o}  l  l  e  H
------------------------------------
0  1  2  3  {4}  5  {6}  7  8  9  10
------------------------------------

3. Byte[] – StringBuilder(str).reverse(str)

以下代码段相似于 StringBuilder(str).reverse() 的外部实现(UTF16 内容除外)。

import java.nio.charset.StandardCharsets;

public class ReverseString3 {public static void main(String[] args) {

        String str = "Hello World";
        System.out.println(reverse(str));

    }

    public static String reverse(String input) {if (input == null || input.length() < 0)
            throw new IllegalArgumentException("Please provide an input!");

        byte[] val = input.getBytes(StandardCharsets.UTF_8);
        int length = val.length - 1;

        for (int start = (length - 1) >> 1; start >= 0; start--) {
            int end = length - start;
            byte temp = val[start];
            val[start] = val[end];
            val[end] = temp;

            // debugging
            //System.out.println(String.format("start=%s, end=%s", start, end));
        }

        return new String(val);
    }

}

最令人困惑的局部是右移运算符(length - 1) >> 1,这是什么意思?查看上面的 8 位示例,您能够找到法则吗?

System.out.println(10>>1);  //  10 -> 5
0000 1010   = 10
0000 0101|0 = 10 >> 1 = 5

System.out.println(4>>1);   //  4 -> 2
0000 0100   = 4
0000 0010|0 = 4 >> 1 = 2

System.out.println(100>>1); //  100 -> 50
0110 0100   = 100
00110 010|0 = 100 >> 1 = 50

System.out.println(7>>1);   //  7 -> 3
0000 0111   = 7
0000 0011|1 = 7 >> 1 = 3

对于数字,每右移 1 位,金额将缩小该值的一半并四舍五入。这 (length - 1) >> 1 试图找出字符串的两头点。

number >> 1 = round_down(number/2) or Math.flooa(number/2)

值替换从外部开始,而后扩大到内部。

for (int start = (length - 1) >> 1; start >= 0; start--) {
    int end = length - start;
    byte temp = val[start];
    val[start] = val[end];
    val[end] = temp;
}

下面的算法图示如下:

------------------------------------
H  e  l  l  o     W  o  r  l  d
------------------------------------
0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10
------------------------------------

Loop #1 - Swap index 4 <-> index 6
------------------------------------
H  e  l  l  {W}     {o}  o  r  l  d
------------------------------------
0  1  2  3  {4}  5  {6}  7  8  9  10
------------------------------------

Loop #2 - Swap index 3 <-> index 7
------------------------------------
H  e  l  {o}  W     o  {l}  r  l  d
------------------------------------
0  1  2  {3}  4  5  6  {7}  8  9  10
------------------------------------

Loop #3 - Swap index 2 <-> index 8
------------------------------------
H  e  {r}  o  W     o  l  {l}  l  d
------------------------------------
0  1  {2}  3  4  5  6  7  {8}  9  10
------------------------------------

Loop #4 - Swap index 1 <-> index 9
------------------------------------
H  {l}  r  o  W     o  l  l  {e}  d
------------------------------------
0  {1}  2  3  4  5  6  7  8  {9}  10
------------------------------------

Loop #5 - Swap index 0 <-> index 10
------------------------------------
{d}  l  r  o  W     o  l  l  e  {H}
------------------------------------
{0}  1  2  3  4  5  6  7  8  9  {10}
------------------------------------

4. Apache commons-lang3

对于 Apache commons-lang3 库,咱们能够应用 StringUtils.reverse 反转字符串和 StringUtils.reverseDelimited 反转单词。

pom.xml

<dependency>
    <groupId>org.apache.commons</groupId>
    <artifactId>commons-lang3</artifactId>
    <version>3.10</version>
</dependency>
import org.apache.commons.lang3.StringUtils;

public class ReverseString3 {public static void main(String[] args) {System.out.println(StringUtils.reverse("Hello World Java"));                // reverse string

        System.out.println(StringUtils.reverseDelimited("Hello World Java", ' '));  // reverse words

    }
}

输入后果

avaJ dlroW olleH

Java World Hello

查看其源代码,Apache-commons-lang3其实是应用 new StringBuilder(str).reverse() 来反转字符串。

package org.apache.commons.lang3;

  public class StringUtils {public static String reverse(final String str) {if (str == null) {return null;}
      return new StringBuilder(str).reverse().toString();
  }

  //...
}

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