189. Rotate Array-优快云博客

本文探讨了五种不同的数组旋转方法，包括复制法、单次变换法、反转字符法、STL法及未知方法5。重点介绍了每种方法的实现思路、复杂度分析以及可能的错误陷阱，如死循环和溢出等问题。特别关注了如何在不使用额外空间的情况下进行原地操作。

189. Rotate Array

方法1:
- Complexity
方法2:
- Complexity
- 易错点
方法3: 反转字符
方法4: STL
- Complexity
方法5:

Given an array, rotate the array to the right by k steps, where k is non-negative.

Example 1:

Input: [1,2,3,4,5,6,7] and k = 3
Output: [5,6,7,1,2,3,4]

Explanation:
rotate 1 steps to the right: [7,1,2,3,4,5,6]
rotate 2 steps to the right: [6,7,1,2,3,4,5]
rotate 3 steps to the right: [5,6,7,1,2,3,4]
Example 2:

Input: [-1,-100,3,99] and k = 2
Output: [3,99,-1,-100]

Explanation:
rotate 1 steps to the right: [99,-1,-100,3]
rotate 2 steps to the right: [3,99,-1,-100]

Note:

Try to come up as many solutions as you can, there are at least 3 different ways to solve this problem.
Could you do it in-place with O(1) extra space?

grandyang: http://www.cnblogs.com/grandyang/p/4298711.html

方法1:

思路：

copy一份nums，填进去。注意comment掉的地方被省略成了一句话。rotate的本质是对n取余。

Complexity

Time complexity : O(n)
Space complexity: O(n)

class Solution {
public:
    void rotate(vector<int>& nums, int k) {
        int n = nums.size();
        vector<int> copy(nums.begin(), nums.end());
        for (int i = 0; i < nums.size(); i++){
            // int idx = i + k;
            // if (idx < n ){
            //     nums[idx] = copy[i];
            // }
            // else {
            //     nums[idx - n] = copy[i];
            // }
            nums[(i + k) % n] = copy[i];
        }
        return ;
    }
};

方法2:

在这里插入图片描述
一次变一个数，用一个临时变量来记录被取代的那个位置。

Complexity

Time complexity: O(n)
Space complexity: O(1)

易错点

要注意排除死循环或者overflow的case：

如果i回到了start，有可能会出现一直跳不出某几个数的情况，比如n是偶数的时候。这个时候要手动shift start and i，以便继续推进loop。
if (nums.empty() || (k %= nums.size()) == 0) return; 这个特判条件容易漏掉，如果k = 0 或者刚好整除n，是不可以进入循环的。除非在循环里加一个boundary，不然每次都跳回同样的位置，start和i 不断++，最终会overflow

class Solution {
public:
    void rotate(vector<int>& nums, int k) {
        int n = nums.size();
        if (nums.empty() || (k %= nums.size()) == 0) return;
        int i = 0;
        int cur = nums[i];
        int cnt = 0;
        int start = i;
        while (cnt++ < n){
            i = (i + k) % n;
            int tmp = nums[i];
            nums[i] = cur;
            if (start == i){
                start ++;
                i = start;
                cur = nums[i];
            }
            else{
                cur = tmp;
            }
        }
    }
};

方法3: 反转字符

在这里插入图片描述

class Solution {
public:
    void rotate(vector<int>& nums, int k) {
        if (nums.empty() || (k %= nums.size()) == 0) return;
        int n = nums.size();
        reverse(nums.begin(), nums.begin() + n - k);
        reverse(nums.begin() + n - k, nums.end());
        reverse(nums.begin(), nums.end());
    }
};

方法4: STL

思路:

通过 stl push_back, erase的api

Complexity

Time complexity: ? 取决于vector是怎么实现的

class Solution {
public:
    void rotate(vector<int>& nums, int k) {
        if (nums.empty() || (k %= nums.size()) == 0) return;
        int n = nums.size();
        for (int i = 0; i < n - k; ++i) {
            nums.push_back(nums[0]);
            nums.erase(nums.begin());
        }
    }
};