LeetCode 194. 转置文件

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Shell

题目描述

✅ 194. 转置文件

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题意分析

文件中每一行由空格分隔成若干字段，各行字段数量相同。要求将原文件每一列变成输出的一行，原来从上到下的字段顺序，变成输出行中从左到右的顺序。

原文件有多少列，结果就有多少行；每个输出行又包含原文件的全部行对应的字段。这里按字段转置，不是把文本按固定字符宽度切开，字段长度可以不同。

解法：awk 按列累积

核心思路

[!blue]

awk 默认把每一行作为一条记录，NR 是记录号，NF 是当前行的字段数量，$i 表示当前行第 i 个字段。利用这些内建信息，可以逐行读取，同时为各列分别积累输出。

用 transposed[i] 保存第 i 列已经读到的字段。处理完前 r 行后，这个字符串恰好包含前 r 行的第 i 个字段，并保持输入顺序；读取下一行时，只需把新的同列字段接到末尾，就能继续维持这个对应关系。

第一行直接赋值，后续行才在已有内容与当前字段之间追加 OFS。OFS 默认是单个空格，这样字段之间有分隔，输出行开头又不会多出空格。

在第一行保存 columns = NF，文件读完后进入 END，按照列号 1..columns 依次打印累积字符串。不能用关联数组的任意遍历顺序替代列号顺序，否则会把原列的位置打乱。空文件没有触发首行初始化，默认零列，结束阶段不会输出内容。

解题步骤

  1. 读取第一行时，将字段数保存为 columns。
  2. 对每一行按列号访问 $i。第一行初始化该列字符串，其余行追加分隔空格与新字段。
  3. 文件读取完后，在 END 中从第 1 列依次打印到第 columns 列。
  4. 每打印一个累积字符串就得到一行转置结果，全部列输出后结束。

代码实现

awk '
NR == 1 {
    columns = NF
}
{
    for (i = 1; i <= columns; i++) {
        if (NR == 1) {
            transposed[i] = $i
        } else {
            transposed[i] = transposed[i] OFS $i
        }
    }
}
END {
    for (i = 1; i <= columns; i++) {
        print transposed[i]
    }
}
' file.txt

复杂度分析

设文件有 R 行、C 列，总文本长度为 N。

  • 时间复杂度：字段访问次数为 $O(RC)$；当前实现每次追加都会构造更长的累积字符串，计入复制成本时最坏为 $O(RN)$。字段长度固定时，最坏可写为 $O(CR^2)$。
  • 空间复杂度：$O(N)$，当前实现保存各列的完整输出内容，待文件读完后按列打印。

关键点总结

[!green]

  • 转置只交换行列角色，原列中字段的先后顺序保持不变。
  • $i 读取当前行字段，transposed[i] 保存对应输出行，两者配合完成按列积累。
  • 首行直接赋值，后续才加分隔符，避免前导空格。
  • 输出循环以原列数为界，并显式按数值列号递增。

易错点总结

[!yellow]

  • 用 NR 控制输出行数，混淆了原行数和转置后的行数；转置后应按原列数输出。
  • 所有行都先拼接 OFS，会让每个输出行前面多一个空格。
  • 用 for (i in transposed) 打印，关联数组没有保证列号递增顺序。
  • 把字段读取写成普通变量 i，拿到的是下标本身；动态读取字段应使用 $i。
  • 按固定字符位置切列，无法正确处理长度不同的字段。
  • 只按扫描字段的次数声称整体严格线性，会忽略累积字符串反复复制的成本。

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