C语言字符串反转的5种方法（附带示例）

在C语言中，反转字符串是一个常见的编程任务，它可以帮助我们更好地理解字符串操作和指针的使用。本文将详细介绍几种常用的字符串反转方法，每种方法都有其独特的实现思路和适用场景。

1. 使用双指针法

双指针法是最直观和常用的字符串反转方法。这种方法使用两个指针，一个指向字符串的开头，另一个指向字符串的末尾。通过交换这两个指针所指向的字符，并逐步向中间移动，最终完成字符串的反转。

#include <stdio.h>
#include <string.h>

void reverse_string(char* str) {
    if (str == NULL) return;
    
    int length = strlen(str);
    int start = 0;
    int end = length - 1;
    
    while (start < end) {
        char temp = str[start];
        str[start] = str[end];
        str[end] = temp;
        start++;
        end--;
    }
}

int main() {
    char str[] = "Hello, World!";
    printf("原始字符串: %s\n", str);
    
    reverse_string(str);
    printf("反转后的字符串: %s\n", str);
    
    return 0;
}

输出结果：

原始字符串: Hello, World!
反转后的字符串: !dlroW ,olleH

这种方法的时间复杂度为 O(n)，其中 n 是字符串的长度。它的空间复杂度为 O(1)，因为我们只使用了常数级的额外空间。

2. 使用递归法

递归法是另一种优雅的字符串反转方法。这种方法的核心思想是将字符串的反转问题分解为更小的子问题。我们可以递归地交换字符串的第一个和最后一个字符，然后对中间的子字符串进行相同的操作，直到整个字符串被反转。

#include <stdio.h>
#include <string.h>

void reverse_string_recursive(char* start, char* end) {
    if (start >= end) return;
    
    char temp = *start;
    *start = *end;
    *end = temp;
    
    reverse_string_recursive(start + 1, end - 1);
}

int main() {
    char str[] = "Hello, World!";
    printf("原始字符串: %s\n", str);
    
    int length = strlen(str);
    reverse_string_recursive(str, str + length - 1);
    printf("反转后的字符串: %s\n", str);
    
    return 0;
}

输出结果：

原始字符串: Hello, World!
反转后的字符串: !dlroW ,olleH

递归法的时间复杂度同样为 O(n)，但它的空间复杂度为 O(n)，因为每次递归调用都会在栈上分配新的空间。对于非常长的字符串，这种方法可能会导致栈溢出。

3. 使用库函数 strrev()

某些C语言编译器（如 Turbo C）提供了 strrev() 函数，它可以直接反转字符串。然而，需要注意的是，strrev() 不是标准 C 库函数，因此不是所有的编译器都支持它。

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main() {
    char str[] = "Hello, World!";
    printf("原始字符串: %s\n", str);
    
    strrev(str);
    printf("反转后的字符串: %s\n", str);
    
    return 0;
}

输出结果：

原始字符串: Hello, World!
反转后的字符串: !dlroW ,olleH

使用 strrev() 函数的方法简单直接，但由于它不是标准函数，因此在跨平台开发时可能会遇到兼容性问题。

4. 使用临时数组法

这种方法使用一个临时数组来存储反转后的字符串。我们从原字符串的末尾开始，将字符逐个复制到临时数组中，然后再将临时数组的内容复制回原字符串。

#include <stdio.h>
#include <string.h>

void reverse_string_temp_array(char* str) {
    int length = strlen(str);
    char temp[length + 1];
    
    for (int i = 0; i < length; i++) {
        temp[i] = str[length - 1 - i];
    }
    temp[length] = '\0';
    
    strcpy(str, temp);
}

int main() {
    char str[] = "Hello, World!";
    printf("原始字符串: %s\n", str);
    
    reverse_string_temp_array(str);
    printf("反转后的字符串: %s\n", str);
    
    return 0;
}

输出结果：

原始字符串: Hello, World!
反转后的字符串: !dlroW ,olleH

这种方法的时间复杂度为 O(n)，空间复杂度也为 O(n)，因为我们使用了一个额外的数组来存储反转后的字符串。虽然这种方法在空间效率上不如双指针法，但在某些情况下，它可能更容易理解和实现。

5. 使用异或运算法

这是一种较为巧妙的方法，利用异或运算的特性来交换字符，无需使用额外的临时变量。这种方法在处理整数时更为常见，但也可以应用于字符串反转。

#include <stdio.h>
#include <string.h>

void reverse_string_xor(char* str) {
    int length = strlen(str);
    int start = 0;
    int end = length - 1;
    
    while (start < end) {
        str[start] ^= str[end];
        str[end] ^= str[start];
        str[start] ^= str[end];
        start++;
        end--;
    }
}

int main() {
    char str[] = "Hello, World!";
    printf("原始字符串: %s\n", str);
    
    reverse_string_xor(str);
    printf("反转后的字符串: %s\n", str);
    
    return 0;
}

输出结果：

原始字符串: Hello, World!
反转后的字符串: !dlroW ,olleH

异或运算法的时间复杂度为 O(n)，空间复杂度为 O(1)。这种方法虽然看起来比较奇特，但在某些情况下可能会比使用临时变量的方法更高效，尤其是在处理大量数据时。
 

总结起来，C语言中反转字符串的方法有很多，每种方法都有其特点和适用场景。

• 双指针法是最常用和最直观的方法，适合大多数情况。
• 递归法虽然优雅，但可能会导致栈溢出。
• 使用库函数 strrev() 简单直接，但可能存在兼容性问题。
• 临时数组法易于理解，但需要额外的空间。
• 异或运算法则是一种巧妙的方法，在某些情况下可能会有性能优势。

在实际开发中，我们需要根据具体的需求和约束条件来选择最合适的方法。