30、旋转数组-Python-LeetCode-189

最新推荐文章于 2021-08-26 21:10:55 发布

后厂村村长

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分类专栏： leetcode 文章标签： leetcode 数据结构 python

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该博客介绍了LeetCode第189题的解决方案，即如何使用Python原地且空间复杂度为O(1)的方法旋转数组。通过三次反转数组的特定部分来实现，同时讨论了处理数组长度和旋转步数的关系，确保正确性和效率。文章提供了两种不同的代码实现，强调代码可读性。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

题目
给定一个数组，将数组中的元素向右移动 k 个位置，其中 k 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。

解法：
利用三次反转即可
（1）反转整个数组，后面的元素会反转到前面
（2）反转[0:k]的数组
（3）反转[k:n]的数组
注意：反转n步，数组不变，所以k = k % n
代码如下：

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.reverse()
        length = len(nums)
        if k > length:
            k = k % length
        for i in range(k / 2):
            # print i, k - 1 - i
            nums[i], nums[k - 1 - i] = nums[k - 1 - i], nums[i]
        for i in range(k, (k + length) / 2):
            # print i, length - 1 - i + k
            nums[i], nums[length - 1 - i + k] = nums[length - 1 - i + k], nums[i]
        return nums

时间复杂度：O（n）
空间复杂度：O（1）
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在这里插入图片描述
上面的解法，在交换数组元素次数和下标处理上容易出问题，下面用一种代码可读性更高的写法
代码如下：

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.
        """
        def reverse(nums, left, right):
            while left < right:
                nums[left], nums[right] = nums[right], nums[left]
                left += 1
                right -= 1
        length = len(nums)
        if k > length: k = k % length
        reverse(nums, 0, length - 1)
        reverse(nums, 0, k - 1)
        reverse(nums, k, length - 1)

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