leetcode刷题189 旋转数组 Rotate Array(简单) Python Java

本文探讨了数组旋转问题的多种解法,包括利用Python的切片操作进行原地算法实现,以及通过三次逆序和循环置换的方式在Java中解决该问题,所有解法均考虑了空间复杂度为O(1)的要求。

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题目大意:

给定一个数组,将数组中的元素向右移动 个位置,其中 是非负数。

示例 1:

输入:[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7] 和 k = 3
输出:[5, 6, 7, 1, 2, 3, 4]
解释:
向右旋转 1 步:[7, 1, 2, 3, 4, 5, 6]
向右旋转 2 步:[6, 7, 1, 2, 3, 4, 5]
向右旋转 3 步:[5, 6, 7, 1, 2, 3, 4]

示例 2:

输入:[-1,-100,3,99] 和 k = 2
输出:[3,99,-1,-100]
解释:
向右旋转 1 步:[99,-1,-100,3]
向右旋转 2 步:[3,99,-1,-100]

说明:

  • 尽可能想出更多的解决方案,至少有三种不同的方法可以解决这个问题。
  • 要求使用空间复杂度为O(1)的原地算法。

解题思路:运用python的切片,数组形式可以直接相加减。空间复杂度为O(1)的原地算法,效率很高。

class Solution(object):
    def rotate(self, nums, k):
        """
        :type nums: List[int]
        :type k: int
        :rtype: None Do not return anything, modify nums in-place instead.
        """
        nums_len = len(nums)
        nums[:] = nums[nums_len - k:] + nums[: nums_len - k]  # #数组切片可以直接加减,放在一起
        
        print (nums)

 

以下是Java版本:

题意是将序列首尾相连,然后向右滚动k步。

旋转数组,这种题的思路就是转三次,先整体转,再把两部分分别转即可,要注意的一点是k的取值,k可以很大,代表转了很多圈,所以计算的时候取mod,对于这种包含数字的题常要考虑是否取模

解法1:把数组逆序,然后逆序前k % length个,再逆序剩下的即可。

1.	public class Solution {  
2.	    public void rotate(int[] nums, int k) {  
3.	        if(k <= 0) return ;  
4.	        reverse(0, nums.length - 1, nums);  
5.	        reverse(0, k % nums.length - 1, nums);  
6.	        reverse(k % nums.length, nums.length - 1, nums);  
7.	    }  
8.	    public void reverse(int start, int end, int[] nums){  
9.	        while(start < end){  
10.	            int temp = nums[end];  
11.	            nums[end] = nums[start];  
12.	            nums[start] = temp;  
13.	            start ++;  
14.	            end --;  
15.	        }  
16.	    }  
17.	}  

解法2:用anchor指向第0位,record=nums[anchor],然后anchor指向rotate k位后的位置即anchor = (anchor + k)%length,记此位置的值为temp,交换temprecord,这样就把第0位的元素摆在了最终它应当在的位置,此时record记录的是当前anchor所指的数值,即第0位摆放在此处前的原有数值,用于下次的摆放。随着anchor的移动,record指向的数不断的被摆到最终位置,直至交换length次为止。此处存在一个问题就是anchor=(anchor + k)%length可能在计算若干次后又指回0,比如n = 10k = 5anchor重新等于0时显然数列不是最终状态,即尚未交换length次。这时就要使anchor后移一次从第1位开始,直至交换length为止。那么anchor的这种起始位置的移动最多有多少次呢?(外围循环结束条件)比如极端情况n = 7k = 7,每次anchor都回到原位置,所以外围循环控制到k次。

注:用do...while,由于初始anchor = i,如果用whilefor第一次循环条件就不满足,直接跳过循环不执行。

1.	public class Solution {  
2.	    public void rotate(int[] nums, int k) {  
3.	        int len = nums.length;  
4.	        int cnt = 0;  
5.	        for(int i = 0; i < k ; i++){  
6.	            int anchor = i;  
7.	            int record = nums[anchor];  
8.	            do{  
9.	                anchor = (anchor + k) % len;  
10.	                int temp = nums[anchor];  
11.	                nums[anchor] = record;  
12.	                record = temp;  
13.	                cnt++;  
14.	            }while(anchor != i);  
15.	            if(cnt == len) break;  
16.	        }  
17.	    }  
18.	}  

 

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