Excel 列名称转换问题 Swift 解答

摘要

本篇文章将通过 Swift 编程语言解答一个常见的算法问题：给定一个整数 columnNumber，将其转换为 Excel 表中的列名称。通过分析题目需求和提供代码实现，我们会详细解释算法的逻辑，并展示可运行的 Demo 示例。

描述

给你一个整数 columnNumber ，返回它在 Excel 表中相对应的列名称。

例如：

A -> 1
B -> 2
C -> 3
...
Z -> 26
AA -> 27
AB -> 28 
...

示例 1：

输入： columnNumber = 1
输出： "A"

示例 2：

输入： columnNumber = 28
输出： "AB"

示例 3：

输入： columnNumber = 701
输出： "ZY"

示例 4：

输入： columnNumber = 2147483647
输出： "FXSHRXW"

提示：

• 1 <= columnNumber <= 231 - 1

题解答案

Swift 实现代码：

import Foundation

func convertToTitle(_ columnNumber: Int) -> String {
    var columnNumber = columnNumber
    var result = ""

    while columnNumber > 0 {
        columnNumber -= 1  // 调整为 0 索引
        let char = Character(UnicodeScalar(65 + (columnNumber % 26))!)
        result = "\(char)" + result
        columnNumber /= 26
    }

    return result
}

// 示例调用
let example1 = convertToTitle(1)        // 输出: "A"
let example2 = convertToTitle(28)       // 输出: "AB"
let example3 = convertToTitle(701)      // 输出: "ZY"
let example4 = convertToTitle(2147483647) // 输出: "FXSHRXW"

print(example1)
print(example2)
print(example3)
print(example4)

题解代码分析

1. 变量初始化：

   • 使用 var columnNumber 保存输入的列数（注意：值会在循环中不断更新）。
   • 使用 var result 初始化空字符串，用于存储最终的列名称。

2. 循环处理：

   • 循环条件：columnNumber > 0，即列数未处理完。
   • 步骤一：columnNumber -= 1，将列数调整为 0 索引，以便从 A 开始。
   • 步骤二：通过 columnNumber % 26 计算当前列对应的字母，并使用 UnicodeScalar 将数字转换为字符。
   • 步骤三：将字符插入到 result 前面，以保证字符顺序正确。
   • 步骤四：columnNumber /= 26，处理下一位列号。

3. 返回结果：

   • 最终返回 result，即对应的 Excel 列名称。

示例测试及结果

let example1 = convertToTitle(1)        // 输出: "A"
let example2 = convertToTitle(28)       // 输出: "AB"
let example3 = convertToTitle(701)      // 输出: "ZY"
let example4 = convertToTitle(2147483647) // 输出: "FXSHRXW"

print(example1)  // A
print(example2)  // AB
print(example3)  // ZY
print(example4)  // FXSHRXW

测试结果：

• 输入 1 输出 "A"。
• 输入 28 输出 "AB"。
• 输入 701 输出 "ZY"。
• 输入 2147483647 输出 "FXSHRXW"。

测试结果与预期一致。

时间复杂度

• 分析：columnNumber 每次除以 26，因此算法的时间复杂度为 O(log26(columnNumber))。
• 原因：对于每一位列号，都需要一次取模和除法操作。

空间复杂度

• 分析：额外使用了 result 字符串用于存储结果。
• 空间复杂度：O(log26(columnNumber))，与结果字符串的长度成正比。

总结

本篇文章通过 Swift 语言实现了 Excel 列名称的转换功能，展示了从数学模型到代码实现的完整过程。通过巧妙使用取模和除法运算，我们可以高效解决该问题。此外，代码简单易懂，适用于大多数开发者快速上手。

未来展望

• 多语言实现：可以扩展到其他语言（如 Python、Java、C++）进行实现。
• 反向转换：实现从列名称到列号的转换，进一步完善工具功能。
• 优化性能：对于更高效的 Unicode 操作，探索使用底层函数提高执行效率。

参考资料

• Apple Swift Documentation
• UnicodeScalar API Documentation