leetcode_rust/problems_cn/p000_0xx/
p000_006.rs

1//! # 题目描述
2//! 
3//! 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 字形排列。
4//! 
5//! 比如输入字符串为 "PAYPALISHIRING" 行数为 3 时，排列如下：
6//! 
7//! ```plain
8//! P   A   H   N
9//! A P L S I I G
10//! Y   I   R
11//! ```
12//! 
13//! 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"。
14//! 
15//! 请你实现这个将字符串进行指定行数变换的函数：
16//! 
17//! `string convert(string s, int numRows);`
18//! 
19//! | 示例 1 |
20//! | :-- |
21//! | 输入：s = "PAYPALISHIRING", numRows = 3 |
22//! | 输出："PAHNAPLSIIGYIR" |
23//! 
24//! | 示例 2 |
25//! | :-- |
26//! | 输入：s = "PAYPALISHIRING", numRows = 4 |
27//! | 输出："PINALSIGYAHRPI" |
28//! 
29//! 解释：
30//! 
31//! ```plain
32//! P     I    N
33//! A   L S  I G
34//! Y A   H R
35//! P     I
36//! ```
37//! 
38//! | 示例 3 |
39//! | :-- |
40//! | 输入： s = "A", numRows = 1 |
41//! | 输出："A" |
42//! 
43//! 提示：
44//! 
45//! - `1 <= s.length <= 1000`
46//! - `s` 由英文字母（小写和大写）、',' 和 '.' 组成
47//! - `1 <= numRows <= 1000`
48//! 
49//! 来源：<https://leetcode.cn/problems/zigzag-conversion>
50
51////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
52
53/// 用于选择要执行的算法的 Enum
54pub enum Algorithm {
55    /// 使用栈数组实现的字形变换
56    STACK = 0,
57
58    /// 使用二维数组实现的字形变换
59    MATRIX = 1,
60}
61
62/// Z 字形变换
63///
64/// 可以通过第三个参数选择要使用的算法
65///
66/// ### Arguments
67/// * `s` - 等待变换的字符串
68/// * `n_rows` - 变换后的行数
69///
70/// ```
71/// use leetcode_rust::problems_cn::p000_0xx::p000_006::zigzag_conversion;
72/// let mut result_value = zigzag_conversion(String::from("PAYPALISHIRING"), 1, None);
73/// assert_eq!(result_value, String::from("PAYPALISHIRING"));
74/// result_value = zigzag_conversion(String::from("PAYPALISHIRING"), 2, None);
75/// assert_eq!(result_value, String::from("PYAIHRNAPLSIIG"));
76/// result_value = zigzag_conversion(String::from("PAYPALISHIRING"), 3, None);
77/// assert_eq!(result_value, String::from("PAHNAPLSIIGYIR"));
78/// ```
79pub fn zigzag_conversion(s: String, n_rows: i32, alg: Option<Algorithm>) -> String {
80    match alg.unwrap_or(Algorithm::STACK) {
81        Algorithm::MATRIX => convert_s1(s, n_rows as usize),
82        Algorithm::STACK => convert_s2(s, n_rows),
83    }
84}
85
86#[cfg(test)]
87#[test]
88fn test_zigzag_conversion() {
89    assert!(zigzag_conversion(String::from("PAPAL"), 1, None) == String::from("PAPAL"));
90}
91
92/// Z 字形变换（解法一）
93///
94/// 使用二维矩阵设计的算法
95///
96/// ### Arguments
97/// * `s` - 等待变换的字符串
98/// * `n_cols` - 变换后的列数
99#[allow(unused_assignments)]
100fn convert_s1(s: String, n_cols: usize) -> String {
101    let mut cur_row = 0u16;
102    let mut cur_col = 0u16;
103    let mut n_rows = 1;
104
105    // Considering max string length 1_000 ASCII characters, minimum 1 column,
106    // max row count would be 1_000.
107    let mut arr = vec![0u8; n_cols * 1000];
108    let mut direction = 0; // 0 for GO, 1 for TURN
109    let mut conv_idx = 0usize;
110    while conv_idx < s.len() {
111        // Set value of current pos
112        arr[cur_row as usize * n_cols + cur_col as usize] = s.as_bytes()[conv_idx];
113        conv_idx += 1;
114        // Calculate next coordinate and direction
115        if cur_col == 0 {
116            if n_cols > 1 {
117                if direction == 1 {
118                    direction = 0;
119                }
120                cur_col += 1;
121            } else {
122                // Move to next row directly because only 1 column needed.
123                cur_row += 1;
124                n_rows += 1;
125            }
126        } else {
127            if direction == 0 {
128                if cur_col < n_cols as u16 - 1 {
129                    // Only move to the right
130                    cur_col += 1;
131                } else {
132                    // Last position, change direction and move to next row
133                    direction = 1;
134                    cur_col -= 1;
135                    cur_row += 1;
136                    n_rows += 1;
137                }
138            } else {
139                // Move to left and below
140                cur_col -= 1;
141                cur_row += 1;
142                n_rows += 1;
143            }
144        }
145    }
146
147    conv_idx = 0;
148    let mut output = vec![0u8; s.len()];
149    cur_row = 0;
150    cur_col = 0;
151    let mut str_idx = 0;
152    while conv_idx < s.len() {
153        // Update value if not 0u8
154        str_idx = cur_row as usize * n_cols + cur_col as usize;
155        if arr[str_idx] != 0u8 {
156            output[conv_idx] = arr[str_idx];
157            conv_idx += 1;
158        }
159        // Change position.
160        if cur_row < n_rows - 1 {
161            cur_row += 1;
162        } else {
163            cur_row = 0;
164            cur_col += 1;
165        }
166    }
167    String::from_utf8(output.to_vec()).unwrap()
168}
169
170#[cfg(test)]
171#[test]
172fn test_conversion_s1() {
173    assert!(convert_s1(String::from("PAPAL"), 1) == String::from("PAPAL"));
174}
175
176/// Z 字形变换（解法二）
177///
178/// 使用栈数组设计的算法
179///
180/// ### Arguments
181/// * `s` - 等待变换的字符串
182/// * `n_rows` - 变换后的行数
183fn convert_s2(s: String, num_rows: i32) -> String {
184    let mut rows = vec![String::new(); num_rows as usize];
185
186    let mut cur_row: i32 = 0;
187    let mut go_down: bool = true;
188    for val in s.bytes() {
189        rows[cur_row as usize].push(val as char);
190        if !go_down && cur_row == 0 {
191            go_down = true;
192        } else if go_down && cur_row == num_rows - 1 {
193            go_down = false;
194        }
195
196        if go_down {
197            cur_row += 1;
198        } else {
199            cur_row -= 1;
200        }
201
202        cur_row = i32::min(num_rows - 1, cur_row);
203        cur_row = i32::max(0, cur_row);
204    }
205
206    rows.join("").to_string()
207}
208
209#[cfg(test)]
210#[test]
211fn test_conversion_s2() {
212    assert!(convert_s2(String::from("PAPAL"), 2) == String::from("PPLAA"));
213}
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