【LeetCode Hot100】 轮转数组｜三次反转法，Java实现！图解+代码，小白也能秒懂！

💻 [LeetCode Hot100] 轮转数组｜三次反转法，Java实现！图解+代码，小白也能秒懂！

✏️本文对应题目链接：轮转数组

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📌 题目描述

给定一个整数数组 nums，将数组中的元素向右轮转 k 个位置，其中 k 是非负数。

示例：

输入：nums = [1,2,3,4,5,6,7], k = 3
输出：[5,6,7,1,2,3,4]
解释：
向右轮转 1 步：[7,1,2,3,4,5,6]
向右轮转 2 步：[6,7,1,2,3,4,5]
向右轮转 3 步：[5,6,7,1,2,3,4]

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🧠 解题思路（图文分解）

❗ 核心难点

如何在O(n)时间复杂度内完成数组轮转？

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方法一：三次反转法（黄金思路）✨

关键步骤：

1. 整体反转：将整个数组反转
2. 部分反转：反转前 k 个元素
3. 部分反转：反转剩余元素

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图解三次反转法

输入数组：

nums = [1,2,3,4,5,6,7], k = 3

步骤1：整体反转

反转后：[7,6,5,4,3,2,1]

步骤2：反转前 k 个元素

反转后：[5,6,7,4,3,2,1]

步骤3：反转剩余元素

反转后：[5,6,7,1,2,3,4]

最终结果：

nums = [5,6,7,1,2,3,4]

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🚀 代码实现

class Solution {
    public void rotate(int[] nums, int k) {
        int n = nums.length;
        k = k % n; // 处理 k 大于数组长度的情况

        // 整体反转
        reverse(nums, 0, n - 1);
        // 反转前 k 个元素
        reverse(nums, 0, k - 1);
        // 反转剩余元素
        reverse(nums, k, n - 1);
    }

    // 反转数组的指定区间
    private void reverse(int[] nums, int start, int end) {
        while (start < end) {
            int temp = nums[start];
            nums[start] = nums[end];
            nums[end] = temp;
            start++;
            end--;
        }
    }
}

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💡 复杂度分析

• 时间复杂度：O(n) → 只需遍历数组三次
• 空间复杂度：O(1) → 原地修改数组，仅使用常数空间

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方法二：环状替换（进阶思路）

关键思路：将数组视为环形，通过替换元素实现轮转。

class Solution {
    public void rotate(int[] nums, int k) {
        int n = nums.length;
        k = k % n; // 处理 k 大于数组长度的情况
        int count = 0; // 记录已替换的元素数量

        for (int start = 0; count < n; start++) {
            int current = start;
            int prev = nums[start];
            do {
                int next = (current + k) % n;
                int temp = nums[next];
                nums[next] = prev;
                prev = temp;
                current = next;
                count++;
            } while (start != current);
        }
    }
}

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🌟 总结要点

✅ 三次反转核心思想：通过反转实现数组轮转
✅ 环状替换适用场景：空间复杂度要求极低的情况
✅ 适用场景：数组旋转、字符串旋转等问题

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