【力扣 热题 100】轮转数组【原地算法】

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轮转数组

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。

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]

我的思路

• 先将 nums 数组后 k 位放入 temp 数组中；

• 再将 nums 数组移动 k 位；

• 最后将 temp 数组中前 k 位的值赋给 nums 数组。

注意：要考虑 k 大于数组长度的情况，即可通过 k = k % n; 解决。

class Solution {
public:
    void rotate(vector<int>& nums, int k) {
        int n = nums.size();
        // 应对 k 大于数组长度的情况
        k = k % n;
        // 先将nums数组后 k 位放入temp数组中
        vector<int> temp(k);
        for(int i = 0; i < k; i++){
            temp[i] = nums[n-k+i];
        }
        // 再将nums数组移动 k 位
        for(int i = n - 1; i >= k; --i){
            nums[i] = nums[i-k];
        }
        // 最后将temp数组中前 k 位的值赋给nums数组
        for(int i = 0; i < k; i++){
            nums[i] = temp[i];
        }
    }
};

官方题解

1. 使用额外的数组

将原数组下标为 iii 的元素放至新数组下标为 (i+k) % n 的位置，最后将新数组拷贝至原数组即可。

class Solution {
public:
    void rotate(vector<int>& nums, int k) {
        int n = nums.size();
        vector<int> newArr(n);
        for (int i = 0; i < n; ++i) {
            newArr[(i + k) % n] = nums[i];
        }
        nums = newArr;
    }
};

2. 环状替换（原地算法yyds）

• 从起始位置 start 开始，最初令temp=nums[start]。根据规则，起始位置的元素会放至(start + k) % n的位置。

• 令目标位置 pos = start;，再令pos = (pos + k) % n;，此时交换nums[pos]和temp。

• 继续更新目标位置pos = (pos + k) % n;，并交换 temp 和 nums[pos]，重复上述过程，直至回到起始位置 。

• 如果一次循环不能遍历所有元素的话，则从下一位置开始start++，以此类推，直到遍历全部元素。

class Solution {
public:
    void rotate(vector<int>& nums, int k) {
        int n = nums.size();
        k = k % n;
        // 用 cnt 记录遍历的元素个数，当 cnt == n 时，则跳出循环 
        int cnt = 0;
        for(int start = 0; start < n; start++){
            int temp = nums[start]; 
            int pos = start;
            // 完成目标位置 pos 的更新，直到回到起始位置 start
            do{
                pos = (pos + k) % n;
                swap(nums[pos], temp);
                cnt++;
            }while(pos != start);
            if(cnt == n) break;
        }
    }
};