力扣第6题-Swift题解：Z字型变换

模拟题

题目描述

将一个给定字符串 ​​s​​​ 根据给定的行数 ​​numRows​​​，以从上往下、从左到右进行 ​​Z​​ 字型排列。

比如输入字符串为 ​​“PAYPALISHIRING”​​​ 行数为 ​​3​​ 时，排列如下：

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

之后，你的输出需要从左往右逐行读取，产生出一个新的字符串，比如：​​"PAHNAPLSIIGYIR"​​。

请你实现这个将字符串进行指定行数变换的函数：

string convert(string s, int numRows);

​示例 1：​

输入：s = "PAYPALISHIRING", numRows = 3
输出："PAHNAPLSIIGYIR"

​示例 2：​

输入：s = "PAYPALISHIRING", numRows = 4
输出："PINALSIGYAHRPI"
解释：
P     I    N
A   L S  I G
Y A   H R
P     I

​示例 3：​

输入：s = "A", numRows = 1
输出："A"

​提示：​

• • 
    
• ​​1 <= s.length <= 1000​​
• ​​s​​​ 由英文字母（小写和大写）、​​','​​​ 和 ​​'.'​​ 组成
• ​​1 <= numRows <= 1000​​

思路

这道模拟题的关键思路是​坐标变换​，即需要对两个字符串的坐标进行映射。

假定输入字符串为​​s​​​，输出字符串为​​p​​​，那么映射的思路分两种，一种是从第一个下标开始遍历​​s​​​，寻找在​​p​​​对应的下标；第二种思路是反过来从第一个下标遍历​​p​​​，寻找在字符串​​s​​中对应的下标。第二种思路会更好计算一点。

观察字符串​​s​​的“前进”规律可以发现，字符串中的字符要么是向下运动，要么是斜线向上运动。

而对于字符串​​p​​，它是负责逐字符行打印​​Z​​型中的每一行的。

计算规律如下：

1. 1. 
      
2. 对于​​z​​​型的任意第​​i​​​行的起始字符，都对应字符串​​s​​​的第​​i​​个字符。
3. 对于​​z​​​型的任意字符来说，只要该在​​z​​字型中往右移动一次，要么是通过先向下移动再斜向上移动的方式，要么是通过先斜向上移动再向下移动的方式进行。
4. 对于首行​​z​​型字符而言，始终往右移一位是通过向下移动再斜向上移动方式进行。
5. 对于末行​​z​​型字符而言，始终往右移一位是通过向下移动再斜向上移动方式进行。
6. 对于既非首行也非末行的其它​​z​​型字符而言，从首列开始，往右移动的移动规律是先向下移动再斜向上移动，下一步骤是先斜向上再向下移动交替进行。
   1. 
      

利用如上描述的规律，就可以写代码模拟​​z​​​型运动逻辑。通过逐行扫描​​z​​​型字符，即可把对应的字符写入到​​p​​中。

​​swift​​代码：

class Solution {
    func convert(_ s: String, _ numRows: Int) -> String {
        guard numRows > 1 else { return s }
        let cs = s.cString(using: .ascii)!
        let count = cs.count
        var ans: [CChar] = Array(repeating: 0, count: count)

        var i1 = 0
        var i0 = 0
        var row = 0
        // 标记下一步移动是先向下，还是先斜向上
        var down = true 
        while i1 < count - 1 {
            ans[i1] = cs[i0]
            i1 += 1
            // 对于不同的移动方式，计算对应的偏移索引
            i0 += down ? (numRows-row-1)*2 : row*2
            if i0 >= count - 1 {
                row += 1
                i0 = row
                down = row == numRows - 1 ? false : true
            } else if row != 0 && row != numRows - 1 {
                down.toggle()
            }
        }

        return String(cString: ans)
    }
}