LeetCode hot 100—轮转数组

题目

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

示例 1:

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]

示例 2:

输入：nums = [-1,-100,3,99], k = 2
输出：[3,99,-1,-100]
解释: 
向右轮转 1 步: [99,-1,-100,3]
向右轮转 2 步: [3,99,-1,-100]

分析

额外数组法

使用额外的数组来将每个元素放至正确的位置。

时间复杂度：O()

空间复杂度：O()

class Solution {
public:
    void rotate(vector<int>& nums, int k) {
        int n = nums.size();
        k = k % n; // 防止k大于数组长度
        if (k == 0) return; // 如果旋转0次，直接返回
        vector<int> rotated(n); // 创建一个新的数组来存储结果 
        // 将原数组元素放到新数组的正确位置
        for (int i = 0; i < n; ++i) {
            rotated[(i + k) % n] = nums[i];
        } 
        // 将新数组的结果复制回原数组
        nums = rotated;
    }
};

翻转法

可以先将所有元素翻转，这样尾部的 k mod n 个元素就被移至数组头部，然后再翻转 [0,k mod n − 1] 区间的元素和 [k mod n,n − 1] 区间的元素即能得到最后的答案。

时间复杂度：O()

空间复杂度：O(1)

class Solution {
public:
    void rotate(vector<int>& nums, int k) {
        int n = nums.size();
        k = k % n; // 防止k大于数组长度
        if (k == 0) return; // 如果旋转0次，直接返回
        // 反转整个数组
        reverse(nums.begin(), nums.end());
        // 反转前k个元素
        reverse(nums.begin(), nums.begin() + k);
        // 反转后n-k个元素
        reverse(nums.begin() + k, nums.end());
    }
};

知识充电

reverse() 反转函数

它用于反转给定范围内的元素。你可以使用它来反转数组、容器中的元素，或者任何符合迭代器要求的数据结构。

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <vector>

int main() {
    // 创建一个数组
    std::vector<int> nums = {1, 2, 3, 4, 5};
    // 反转整个数组
    std::reverse(nums.begin(), nums.end());
    // 只反转部分数组
    std::reverse(nums.begin(), nums.begin() + 3); // 反转前三个元素
    // 输出反转后的数组
    for (int num : nums) {
        std::cout << num << " ";
    }
    return 0;
}