30.LeetCode之旋转数组

本文探讨了在不使用额外空间的情况下,将数组元素向右移动k个位置的四种算法实现,包括双重循环、翻转、递归交换,旨在提供不同场景下的解决方案。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

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。

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。
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]

C代码①:最傻逼的方式,且不符合题目对原地算法的要求

void rotate(int* nums, int numsSize, int k) {
    int *temp = (int *)malloc( sizeof(int)*numsSize );
    for(int i=0; i<numsSize; i++)
        temp[ (i+k)%numsSize ] = nums[i];
    for(int i=0; i<numsSize; i++)
        nums[i] = temp[i];
}

C代码②:双重循环,逐次移动  时间复杂度O(kn)  |  空间复杂度O(1)

void rotate(int* nums, int numsSize, int k) {
    int temp;
    k %= numsSize;
    for(int i=0; i<k; i++)
    {
        temp = nums[numsSize-1];
        for(int j=numsSize-1; j>0; j--)
            nums[j] = nums[j-1];
        nums[0] = temp;
    }
}

C代码③:翻转    时间复杂度O(n)  |  空间复杂度O(1)

void rotate(int* nums, int numsSize, int k) {
    k %= numsSize;
    reverse(nums, 0, numsSize-1);
    reverse(nums, 0, k-1);
    reverse(nums, k, numsSize-1);
}

void reverse(int* nums, int start, int end) //数组翻转
{
    while( start < end )
    {
        int temp = nums[start];
        nums[start++] = nums[end];
        nums[end--] = temp;
    }
}

C代码④:递归交换    时间复杂度O(n^2/k)  |  空间复杂度O(1)

void rotate(int* nums, int numsSize, int k) {
    recursiveSwap(nums, k, 0, numsSize, numsSize);
}
//length是子数组的长度, numsSize是原数组的长度
void recursiveSwap(int* nums, int k, int start, int length, int numsSize){
    k %= length; //length=1时,递归停止
    if( k != 0 ) //k!=0是基本情况
    {
        //第一次交换完毕后,前k位数字位置正确,后n-k位数字顺序错误,继续交换
        for(int i=0; i<k; i++)
            swap(nums, start+i, numsSize-k+i);
        recursiveSwap(nums, k, start+k, length-k, numsSize);
    }
}

void swap(int* nums, int i, int j){
    int temp = nums[i];
    nums[i] = nums[j];
    nums[j] = temp;
}

 

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