Hướng dẫn dùng backwards letters python

Khi thường xuyên sử dụng các chuỗi Python, bạn có thể gặp phải trường hợp phải làm việc với chúng theo thứ tự ngược lại. Python bao gồm một số công cụ và kỹ thuật hữu ích có thể giúp bạn trong những tình huống này. Bạn có thể tạo các bản sao đảo ngược của các chuỗi hiện có một cách nhanh chóng và hiệu quả.

Nội dung chính

• Tạo chuỗi đảo ngược bằng tay
• Sử dụng vòng lặp để đảo ngược chuỗi
• Sử dụng đệ quy để đảo ngược chuỗi
• Sử dụng reduce() để đảo ngược chuỗi
• Option 1: Reversing a Python String With the [::-1] Slicing Trick
• Option 2: Reversing a Python String Using reversed() and str.join()
• Option 3: The “Classic” In-Place String Reversal Algorithm Ported to Python
• Performance Comparison
• Summary: Reversing Strings in Python

Biết về các công cụ và kỹ thuật đảo ngược chuỗi trong Python này sẽ giúp bạn cải thiện trình độ của mình với tư cách là nhà phát triển Python.

Để đi qua được bài hướng dẫn này, bạn cần có kiến thức cơ bản liên quan đến chuỗi, các vòng lặp và đệ quy. Tham khảo thêm khóa học của tôi: Học python cơ bản thông qua lập trình một game

Làm việc với các chuỗi Python theo thứ tự ngược lại có thể là một yêu cầu trong một số trường hợp cụ thể. Ví dụ: giả sử bạn có một chuỗi “ABCDEF” và bạn muốn có một cách nhanh chóng để đảo ngược nó để lấy “FEDCBA”. Bạn có thể sử dụng công cụ Python nào để trợ giúp?

Các chuỗi là bất biến trong Python, vì vậy không thể đảo ngược một chuỗi đã cho. Bạn sẽ cần tạo các bản sao đảo ngược của các chuỗi để đáp ứng yêu cầu.

Python cung cấp hai cách đơn giản để đảo ngược chuỗi. Đầu tiên, bạn có thể sử dụng slice để tạo trực tiếp bản sao của một chuỗi đã cho theo thứ tự ngược lại. Tùy chọn thứ hai là sử dụng hàm có sẵn reversed() để tạo một trình lặp tạo ra chuỗi theo thứ tự ngược lại.

Ví dụ để đảo ngược chuỗi sử dụng slice

>>> letters = "ABCDEF"

>>> letters[::-1]
'FEDCBA'

>>> letters
'ABCDEF'

Kỹ thuật slice này trả về tất cả các ký tự từ cuối bên phải của chuỗi, nơi chỉ số bằng len (các chữ cái) – 1, trở lại đầu bên trái của chuỗi, trong đó chỉ mục bằng 0. Khi bạn sử dụng thủ thuật này, bạn nhận được một bản sao của chuỗi gốc theo thứ tự ngược lại mà không ảnh hưởng đến nội dung ban đầu của chuỗi.

Một kỹ thuật khác là sử dụng hàm slice()

>>> letters = "ABCDEF"

>>> letters[slice(None, None, -1)]
'FEDCBA'

Sử dụng hàm slice() hoàn toàn tương tự như kỹ thuật slice ở trên.

Sử dụng join() và reversed() cũng có thể thực hiện để đảo ngược chuỗi

>>> "".join(reversed("Hello, World!"))
'!dlroW ,olleH'

Trong biểu thức một dòng này, bạn chuyển trực tiếp kết quả của việc gọi reversed() dưới dạng đối số cho hàm join(). Kết quả là, bạn nhận được một bản sao đảo ngược của chuỗi  ban đầu. Sự kết hợp của reversed() và join() này là một lựa chọn tuyệt vời để đảo ngược chuỗi.

Tạo chuỗi đảo ngược bằng tay

Phần trên, bạn đã học về các công cụ và kỹ thuật cơ bản Python để đảo ngược chuỗi một cách nhanh chóng. Trong hầu hết trường hợp, chúng là lựa chọn tuyệt vời của bạn. Tuy nhiên, bạn có thể cần phải đảo ngược một chuỗi bằng tay tại một số thời điểm trong cuộc phiêu lưu viết code của mình.

Sử dụng vòng lặp để đảo ngược chuỗi

* Sử dụng vòng lặp for

>>> def reversed_string(text):
...     result = ""
...     for char in text:
...         result = char + result
...     return result
...

>>> reversed_string("Hello, World!")
'!dlroW ,olleH'

* Sử dụng vòng lặp while

>>> def reversed_string(text):
...     result = ""
...     index = len(text) - 1
...     while index >= 0:
...         result += text[index]
...         index -= 1
...     return result
...

>>> reversed_string("Hello, World!")
'!dlroW ,olleH'

Sử dụng đệ quy để đảo ngược chuỗi

>>> def reversed_string(text):
...     if len(text) == 1:
...         return text
...     return reversed_string(text[1:]) + text[:1]
...

>>> reversed_string("Hello, World!")
'!dlroW ,olleH'

Trong ví dụ này, trước tiên ta kiểm tra trường hợp cơ sở. Nếu chuỗi đầu vào có một ký tự, ta ngay lập tức return chuỗi đó.

Câu lệnh cuối cùng, là trường hợp đệ quy, gọi chính nó là reversed_string(). Lệnh gọi sử dụng text[1:] của chuỗi đầu vào làm đối số. Slice này chứa tất cả các ký tự trong chuỗi, ngoại trừ ký tự đầu tiên. Bước tiếp theo là thêm kết quả của lệnh gọi đệ quy cùng với text[: 1], chứa ký tự đầu tiên của chuỗi.

Sử dụng reduce() để đảo ngược chuỗi

>>> from functools import reduce

>>> def reversed_string(text):
...     return reduce(lambda a, b: b + a, text)
...

>>> reversed_string("Hello, World!")
'!dlroW ,olleH'

Trong ví dụ này, hàm lambda nhận hai chuỗi và nối chúng theo thứ tự ngược lại. Lệnh gọi reduce() áp dụng lambda vào text trong một vòng lặp và tạo một bản sao đảo ngược của chuỗi gốc.

Một cái nhìn tổng quan về ba cách chính để đảo ngược một string trong Python, bao gồm cả các vấn đề về hiệu năng.

Nội dung chính

• Option 1: Reversing a Python String With the [::-1] Slicing Trick
• Option 2: Reversing a Python String Using reversed() and str.join()
• Option 3: The “Classic” In-Place String Reversal Algorithm Ported to Python
• Performance Comparison
• Summary: Reversing Strings in Python

Nội dung chính

• Option 1: Reversing a Python String With the [::-1] Slicing Trick
• Option 2: Reversing a Python String Using reversed() and str.join()
• Option 3: The “Classic” In-Place String Reversal Algorithm Ported to Python
• Performance Comparison
• Summary: Reversing Strings in Python

Đâu là cách tốt nhất để đảo ngược một string trong Python? Dù trong thực tế việc đảo ngược một string chẳng được sử dụng thường xuyên, nó vẫn luôn là một câu hỏi phổ biến trong các buổi phỏng vấn:

# You have this:
'TURBO'

# And you want that:
'OBRUT'

Một biến thể của câu hỏi này chính là viết một hàm check xem một string có là palindrome hay không. Tức là dù đọc xuôi hay đọc ngược, nó cùng là một string:

def is_palindrome(string):
    reversed_string = # ???
    return string == reversed_string

>>> is_palindrome('TACOCAT')
True
>>> is_palindrome('TURBO')
False

Rõ ràng chúng ta cần tìm ra cách để đảo ngược một string để implement hàm is_palindrome... Vậy bằng cách nào?

Đối tượng str trong Python không có sẵn phương thức .reverse() như bạn có thể mong chờ nếu bạn đến với Python từ một ngôn ngữ khác như Java hoặc C# - tức là cách tiếp cận sau sẽ thất bại:

>>> 'TURBO'.reverse()
Traceback (most recent call last):
  File "", line 1, in <module>
AttributeError: 'str' object has no attribute 'reverse'

Trong tutorial này, bạn sẽ học ba cách chính để đảo ngược string trong Python:

Option 1: Reversing a Python String With the [::-1] Slicing Trick

String tuân theo quy chuẩn sequence (chuỗi) trong Python. Và tất cả các sequence hỗ trợ một feature thú vị được gọi là slicing. Bạn có thể xem slicing như là phần mở rộng của cú pháp chỉ mục ngoặc vuông (square-brackets indexing syntax).

Nó bao gồm một trường hợp đặc biệt mà ở đó slicing một sequence với [::-1] sẽ tạo ra một bản copy đảo ngược (reversed copy). Bởi vì string là sequence, đây là một cách nhanh và dễ để thu được kết quả chúng ta mong muốn:

>>> 'TURBO'[::-1]
'OBRUT'

Tất nhiên, bạn có thể wrap biểu thức slicing này vào trong một hàm để làm cho mọi thứ trở nên rõ ràng hơn:

def reverse_string1(s):
    """Return a reversed copy of `s`"""
    return s[::-1]

>>> reverse_string1('TURBO')
'OBRUT'

Bạn thích giải pháp này đến nhường nào?

Nó ngắn và ngọt ngào - nhưng, theo suy nghĩ của tôi, điểm trừ lớn nhất của việc đảo ngược một string với slicing chính là nó sử dụng một feature cao cấp của Python mà một số nhà phát triển gọi là "arcane".

Tôi không trách họ - list slicing có thể gây khó hiểu khi bạn bắt gặp cú pháp kỳ quái của nó những lần đầu tiên.

Khi tôi đọc code Python có sử dụng slicing, tôi thường phải giảm tốc độ và tập trung dịch câu lệnh để chắc chắn rằng tôi hiểu những gì đang diễn ra.

Phàn nàn lớn nhất ở đây chính là cú pháp slicing [::-1] không nói rõ ràng cho ta thấy rằng nó sẽ tạo ra một bản copy đảo ngược của string ban đầu.

Vì lý do này, tôi có cảm giác việc sử dụng feature slicing để nghịch đảo một string là một giải pháp chấp nhận được nhưng nó có thể là trở ngại với người không thạo.

Option 2: Reversing a Python String Using reversed() and str.join()

Đảo ngược string sử dụng reverse iteration với hàm có sẵn reversed() là một lựa chọn khác. Khi nhận được một reverse iteration, bạn có thể lặp các phần tử trong string theo thứ tự đảo ngược:

>>> for elem in reversed('TURBO'):
...     print(elem)
O
B
R
U
T

Sử dụng reversed() không thay đổi string ban đầu. Điều xảy ra là bạn nhận được một "view" vào string đó mà bạn có thể sử dụng để thấy các phần tử theo thứ tự đảo ngược.

Đây là một kỹ thuật mạnh mẽ tận dụng sức mạnh của quy chuẩn iterator (iterator protocol).

Cho đến bây giờ, tất cả những gì bạn thấy là cách lặp các ký tự của một string theo thứ tự đảo ngược. Nhưng làm thế nào bạn có thể sử dụng kỹ thuật này để tạo ra một bản copy đảo ngược của một string với hàm reversed()?

Đây:

>>> ''.join(reversed('TURBO'))
'OBRUT'

Đoạn code này sử dụng phương thức .join() để gộp tất cả các ký tự thu được từ reversed iteration thành một string mới. Khá ngắn gọn?

Tất nhiên, bạn có thể một lần nữa tách đoạn code này thành một hàm cho dễ đọc:

def reverse_string2(s):
    """Return a reversed copy of `s`"""
    return "".join(reversed(s))

>>> reverse_string2('TURBO')
'OBRUT'

Tôi thực sự thích cách tiếp cận này.

Mọi thứ trở nên rõ ràng hơn, và kể cả người mới tiếp cận Python cũng có thể hiểu một cách trực quan những gì đang diễn ra.

Một cách tiếp cận nữa bạn nên biết:

Option 3: The “Classic” In-Place String Reversal Algorithm Ported to Python

Đây là giải thuật đảo ngược string cổ điển trong các giáo trình. Bởi vì string Python là immutable (không thể thay đổi), đầu tiên bạn cần convert string đầu vào thành một mutable list các ký tự. Sau đó bạn có thể thực hiện việc hoán đổi các ký tự tại chỗ (in-place):

def reverse_string3(s):
    """Return a reversed copy of `s`"""
    chars = list(s)
    for i in range(len(s) // 2):
        tmp = chars[i]
        chars[i] = chars[len(s) - i - 1]
        chars[len(s) - i - 1] = tmp
    return ''.join(chars)

>>> reverse_string3('TURBO')
'OBRUT'

Như bạn có thể thấy, giải pháp này hoàn toàn unpythonic. Nó không tận dụng được sức mạnh của Python.

Và hơn thế nữa, nó còn là giải pháp tồi nhất về mặt hiệu năng. Bạn sẽ thấy rõ điều này trong phần tiếp theo.

Performance Comparison

Sau khi implement các cách đảo ngược string trong tutorial này, tôi lại hiếu kỳ về hiệu năng của chúng.

>>> import timeit
>>> s = 'abcdefghijklmnopqrstuvwxyz' * 10

>>> timeit.repeat(lambda: reverse_string1(s))
[0.6848115339962533, 0.7366074129968183, 0.7358982900041156]

>>> timeit.repeat(lambda: reverse_string2(s))
[5.514941683999496, 5.339547180992668, 5.319950777004124]

>>> timeit.repeat(lambda: reverse_string3(s))
[48.74324739299482, 48.637329410004895, 49.223478018000606]

Well, thật thú vị... Đây là kết quả thu được ở dạng bảng:

Summary: Reversing Strings in Python

Nguồn: https://dbader.org/blog/python-reverse-string