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LeetCode 189：旋轉(zhuǎn)數(shù)組 Rotate Array

zhangrxiang / 1629人閱讀

摘要：公眾號愛寫給定一個(gè)數(shù)組，將數(shù)組中的元素向右移動個(gè)位置，其中是非負(fù)數(shù)。只要截取輸入的后位的數(shù)組與輸入的剩余長度的數(shù)組，即為所求但是題目要求使用空間復(fù)雜度為的原地算法。利用切片切片組成新數(shù)組

公眾號：愛寫bug（ID：icodebugs）

給定一個(gè)數(shù)組，將數(shù)組中的元素向右移動 k 個(gè)位置，其中 k 是非負(fù)數(shù)。

Given an array, rotate the array to the right by k steps, where k is non-negative.

示例 1:

輸入: [1,2,3,4,5,6,7] 和 k = 3
輸出: [5,6,7,1,2,3,4]
解釋:
向右旋轉(zhuǎn) 1 步: [7,1,2,3,4,5,6]
向右旋轉(zhuǎn) 2 步: [6,7,1,2,3,4,5]
向右旋轉(zhuǎn) 3 步: [5,6,7,1,2,3,4]

示例 2:

輸入: [-1,-100,3,99] 和 k = 2
輸出: [3,99,-1,-100]
解釋: 
向右旋轉(zhuǎn) 1 步: [99,-1,-100,3]
向右旋轉(zhuǎn) 2 步: [3,99,-1,-100]

說明:

盡可能想出更多的解決方案，至少有三種不同的方法可以解決這個(gè)問題。

要求使用空間復(fù)雜度為 O(1) 的 原地 算法。

Note:

Try to come up as many solutions as you can, there are at least 3 different ways to solve this problem.

Could you do it in-place with O(1) extra space

解題思路：

? 如果按照示例那種一步一步向右移，太慢。我們直接看 示例1輸入 和 最終結(jié)果輸出（移動步數(shù)k=3）：

輸入: [1,2,3,4,5,6,7]
輸出: [5,6,7,1,2,3,4]

找一下規(guī)律，我起先是以為直接以該索引 i 與 i+3 交換位置，不過仔細(xì)看一下就發(fā)現(xiàn)錯(cuò)的太離譜了。

我們可以發(fā)現(xiàn)輸出前三位數(shù)是輸入的后三位，輸出后四位數(shù)是輸入的前四位。而移動步數(shù) k=3，剩余長度=數(shù)組長度 - 移動步數(shù) = 7-3=4 ，剛好對應(yīng)我們發(fā)現(xiàn)的規(guī)律。

只要截取輸入的后k位的數(shù)組與 輸入的剩余長度的數(shù)組，即為所求：[5,6,7]+[1,2,3,4]

但是：題目要求使用空間復(fù)雜度為 O(1) 的 原地 算法。這在python中可以利用切片特性直接像上面那樣截取，而空間復(fù)雜度不變。但是在CC++、Java里是肯定會改變空間復(fù)雜度，不滿足要求。

這時(shí)候可以換個(gè)思路，如下所示不斷反轉(zhuǎn)特定長度數(shù)組：

輸入: [1,2,3,4,5,6,7]
反轉(zhuǎn)整個(gè)數(shù)組: [7,6,5,4,3,2,1]


反轉(zhuǎn)前k位：[5,6,7]


反轉(zhuǎn)剩余的: [1,2,3,4]


輸出: [5,6,7,1,2,3,4]

或者改變一下順序先反轉(zhuǎn)前 剩余位數(shù)和后k位：

輸入: [1,2,3,4,5,6,7]
反轉(zhuǎn)前剩余長度的: [4,3,2,1]


反轉(zhuǎn)后k位：[7,6,5]


此時(shí)數(shù)組：[4,3,2,1,7,6,5]


反轉(zhuǎn)整個(gè)數(shù)組: [5,6,7,1,2,3,4]


輸出: [5,6,7,1,2,3,4]
Java（反轉(zhuǎn)數(shù)組）： 
class Solution {
    public void rotate(int[] nums, int k) {
        int numsLen=nums.length,temp;
        k=k%numsLen;
        if(k==0) return;
        swapArray(nums,0,numsLen-1);//反轉(zhuǎn)整個(gè)數(shù)組
        swapArray(nums,0,k-1);//反轉(zhuǎn)0到k-1索引，前k位的數(shù)組
        swapArray(nums,k,numsLen-1);//反轉(zhuǎn)k到末尾索引，后剩余位數(shù)位的數(shù)組
    }
    private void swapArray(int[] nums,int start,int end){//反轉(zhuǎn)函數(shù)
        int temp;
        for (int i=start,j=end;i

注：Java段代碼是以反轉(zhuǎn)方法里介紹的第一個(gè)方法為例，第二種方法只要改變一下


swapArray(nums,0,numsLen-1);//反轉(zhuǎn)整個(gè)數(shù)組
swapArray(nums,0,k-1);//反轉(zhuǎn)0到k-1索引，前k位的數(shù)組
swapArray(nums,k,numsLen-1);//反轉(zhuǎn)k到末尾索引，后剩余位數(shù)位的數(shù)組


的順序和參數(shù)即可，不再復(fù)現(xiàn)。

Python3（利用切片）：

class Solution:
    def rotate(self, nums: List[int], k: int) -> None:
        """
        Do not return anything, modify nums in-place instead.
        """
        nums_len = len(nums)
        k = k%nums_len
        nums[0:nums_len] = nums[nums_len-k:] + nums[:nums_len-k]#切片組成新數(shù)組

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