c++实现旋转数组

该文章介绍了一个编程问题,给定一个整数数组nums,要求将数组元素向右轮转k个位置。提供的解决方案是通过多次前后元素交换实现,首先将数组首尾元素交换,然后对首k个元素和剩余元素分别进行首尾交换。

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 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]

分析:

实现开头结尾前后调换即可

class Solution {
public:
    void change(vector<int>&nums,int start,int end){
     while(start<end){
         swap(nums[start],nums[end]);
         start++;
         end--;
     }
    }
    void rotate(vector<int>& nums, int k) {
     k %= nums.size();
     change(nums,0,nums.size()-1);
     change(nums,0,k-1);
     change(nums,k,nums.size()-1);

    }
};
<think>好的,我现在需要帮助用户找到用C++实现数组旋转功能的代码或方法。用户提到了两个引用,一个是关于C语言数组旋转算法,另一个是关于C++寻找旋转排序数组中最小值的LeetCode算法。我需要结合这些信息,给出一个符合用户需求的回答。 首先,我需要明确用户的需求是“数组旋转”。通常,数组旋转有两种类型:左旋转和右旋转。左旋转是将数组的前k个元素移到末尾,而右旋转则是将数组的后k个元素移到开头。用户提供的第一个引用是关于左旋转的C语言实现,使用的是三次反转法。第二个引用则是关于在旋转后的排序数组中寻找最小值,这可能与旋转后的数组特性有关,比如二分查找的应用。 接下来,我需要考虑如何将C语言的示例转换为C++,并且可能需要补充右旋转实现。因为用户明确提到C++,所以代码应该使用C++的特性,比如vector容器、函数参数使用const引用等。同时,需要确保代码示例的正确性和可读性。 然后,我需要分析用户提供的引用内容。引用1中的左旋转算法通过三次反转实现,时间复杂度为$O(n)$,空间复杂度为$O(1)$,这是一个高效的算法。引用2中的二分查找方法适用于旋转排序数组,但用户的问题是关于旋转实现,而不是处理旋转后的数组。因此,主要参考引用1的方法,但需要将其转换为C++代码。 另外,用户可能希望了解不同的旋转方法,比如左旋和右旋,以及不同的实现方式,比如暴力法和反转法。因此,在回答中应该涵盖这两种旋转方向,并比较不同方法的优缺点。 还需要注意代码的注释和解释,确保用户能够理解每个步骤的作用。例如,在反转法中,三次反转的具体操作需要详细说明。同时,时间复杂度分析也是必要的,帮助用户了解算法效率。 可能还需要检查是否有其他旋转方法,比如使用额外的数组或者逐个元素移动,但这些方法可能在时间或空间复杂度上不如反转法高效。因此,重点介绍反转法会更合适。 最后,生成相关问题,帮助用户进一步学习,比如性能优化、不同旋转方向的应用场景等。这些问题需要与旋转功能相关,并且基于用户提供的引用内容,可能涉及算法优化和应用实例。 总结步骤: 1. 将C语言旋转代码转换为C++,使用vector和适当的函数参数。 2. 补充右旋转实现,同样使用三次反转法。 3. 解释反转法的工作原理,分析时间复杂度和空间复杂度。 4. 比较左旋和右旋的不同之处,说明如何通过调整反转顺序来实现。 5. 生成相关问题,引导用户深入理解。</think>以下是C++实现数组旋转功能的两种常见方法及示例代码,包含左旋转和右旋转实现: ### 方法一:三次反转法(高效实现) #### 1. 左旋转实现 ```cpp #include <vector> using namespace std; void reverse(vector<int>& arr, int start, int end) { while (start < end) { swap(arr[start], arr[end]); start++; end--; } } void leftRotate(vector<int>& arr, int k) { k = k % arr.size(); reverse(arr, 0, k-1); reverse(arr, k, arr.size()-1); reverse(arr, 0, arr.size()-1); } ``` #### 2. 右旋转实现 ```cpp void rightRotate(vector<int>& arr, int k) { int n = arr.size(); k = k % n; reverse(arr, 0, n-1); reverse(arr, 0, k-1); reverse(arr, k, n-1); } ``` ### 方法二:暴力法(适用于小规模数据) ```cpp void leftRotateBrute(vector<int>& arr, int k) { k = k % arr.size(); vector<int> temp(arr.begin(), arr.begin()+k); for (int i = k; i < arr.size(); i++) { arr[i-k] = arr[i]; } for (int i = 0; i < k; i++) { arr[arr.size()-k+i] = temp[i]; } } ``` ### 使用示例 ```cpp int main() { vector<int> arr = {1,2,3,4,5,6}; // 左旋转2位 leftRotate(arr, 2); // 结果:3,4,5,6,1,2 // 右旋转3位 vector<int> arr2 = {1,2,3,4,5}; rightRotate(arr2, 3); // 结果:3,4,5,1,2 return 0; } ``` ### 算法原理 三次反转法通过三次局部反转操作实现旋转: 1. 左旋转: - 反转前k个元素 - 反转剩余元素 - 整体反转整个数组[^1] 2. 时间复杂度:$O(n)$ 3. 空间复杂度:$O(1)$ ### 旋转方向对比 | 旋转类型 | 反转顺序 | 示例结果(k=2) | |----------|-------------------------|------------------| | 左旋转 | 前k→后n-k→整体 | [3,4,5,1,2] | | 右旋转 | 整体→前k→后n-k | [4,5,1,2,3] |
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