给定字符串中的反转元音

在字符串处理中，常常需要对字符串中的特定部分进行操作。本篇介绍一个常见的需求：给定一个字符串，将其中的元音字母反转。

问题描述

给定一个字符串s，只包含大写和小写的英文字母，要求将其中的元音字母反转。元音字母包括：'a', 'e', 'i', 'o', 'u'和对应的大写字母。

例如，给定字符串 "Hello World!"，要求将其中的元音字母反转得到 "Holle Werld!"。

希望你能实现一个函数，接受一个字符串作为输入，并返回反转元音字母后的字符串。

解决方案

一个简单的实现思路是使用双指针法。定义两个指针从字符串的两端开始遍历，分别找到第一个元音字母，然后交换它们的位置。直到两个指针相遇为止。

def reverse_vowels(s):
    s = list(s)
    vowels = {'a', 'e', 'i', 'o', 'u', 'A', 'E', 'I', 'O', 'U'}
    i, j = 0, len(s) - 1
    
    while i < j:
        if s[i] in vowels and s[j] in vowels:
            s[i], s[j] = s[j], s[i]
            i += 1
            j -= 1
        elif s[i] in vowels:
            j -= 1
        elif s[j] in vowels:
            i += 1
        else:
            i += 1
            j -= 1
    
    return ''.join(s)

示例

>>> reverse_vowels("Hello World!")
'Holle Werld!'
>>> reverse_vowels("leetcode")
'leotcede'

性能分析

该算法的时间复杂度为 O(n)，其中 n 是字符串的长度。由于字符串是不可变类型，在 Python 中需要将字符串转换成可变类型来进行修改，因此需要额外的空间来保存修改后的字符数组。空间复杂度为 O(n)。

这个算法在实际应用中可以高效地处理包含大量字符串的场景，而且易于理解和实现。