C語言實現字符串就地逆序（原地反轉）

C語言實現字符串就地逆序（原地反轉）

字符串逆序是經典的面試題與基礎算法練習。本文介紹「雙指針交換法」，在原數組上直接操作，空間複雜度 O(1)，時間複雜度 O(n)，是最高效的原地反轉方案。

核心思路：首尾指針向中間推進

• 定義兩個指針：start 指向字符串首地址，end 指向最後一個有效字符（即 start + len - 1）。
• 當 start < end 時，交換兩指針指向的字符，start++，end--。
• 循環結束即完成逆序。

完整代碼實現

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

char *my_reverse(char *str) {
    assert(str != NULL);
    char *start = str;
    char *end = str + strlen(str) - 1; // 指向最後一個字符
    char tmp;

    while (start < end) {
        tmp = *start;
        *start = *end;
        *end = tmp;
        start++;
        end--;
    }
    return str; // 返回原指針，支持鏈式調用
}

int main(void) {
    char arr[] = "abcdef"; // 必須用數組，不能用字符串常量指針
    printf("原字符串: %s\n", arr);
    my_reverse(arr);
    printf("逆序後: %s\n", arr); // 輸出 fedcba
    return 0;
}

關鍵點解析

1. 參數類型： 必須是 char * 且指向可修改的內存（如棧上數組），不能傳入字符串字面量（如 char *p = "abc";），因為字面量通常存放在只讀段，寫入會導致段錯誤。
2. 長度獲取： 使用標準庫 strlen 計算長度，也可手寫循環計算，避免重複造輪子。
3. 交換變量： 使用 char tmp 暫存，不可用 int 等大類型，否則可能越界寫入相鄰內存。
4. 循環條件： start < end 而非 start != end，前者在偶數長度時正確停止，後者可能導致指針交錯多交換一次。

進階：遞歸實現（教學演示）

雖不適合生產環境（棧開銷大），但能體現遞歸思想：

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

總結

雙指針原地反轉是字符串操作的基石，掌握它有助於理解數組、指針、內存佈局。實際開發中，若需頻繁反轉，可考慮預分配緩衝區或使用標準庫算法（C++ std::reverse）。