本篇内容主要讲解“C++怎么实现旋转数组”,感兴趣的朋友不妨来看看。本文介绍的方法操作简单快捷,实用性强。下面就让小编来带大家学习“C++怎么实现旋转数组”吧!
Rotate Array 旋转数组
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?
新题抢先刷,这道题标为 Easy,应该不是很难,我们先来看一种 O(n) 的空间复杂度的方法,我们复制一个和 nums 一样的数组,然后利用映射关系 i -> (i+k)%n 来交换数字。代码如下:
解法一:
class Solution {public: void rotate(vector<int>& nums, int k) { vector<int> t = nums; for (int i = 0; i < nums.size(); ++i) { nums[(i + k) % nums.size()] = t[i]; } }};
由于提示中要求我们空间复杂度为 O(1),所以我们不能用辅助数组,上面的思想还是可以使用的,但是写法就复杂的多,而且需要用到很多的辅助变量,我们还是要将 nums[idx] 上的数字移动到 nums[(idx+k) % n] 上去,为了防止数据覆盖丢失,我们需要用额外的变量来保存,这里用了 pre 和 cur,其中 cur 初始化为了数组的第一个数字,然后当然需要变量 idx 标明当前在交换的位置,还需要一个变量 start,这个是为了防止陷入死循环的,初始化为0,一旦当 idx 变到了 strat 的位置,则 start 自增1,再赋值给 idx,这样 idx 的位置也改变了,可以继续进行交换了。举个例子,假如 [1, 2, 3, 4], K=2 的话,那么 idx=0,下一次变为 idx = (idx+k) % n = 2,再下一次又变成了 idx = (idx+k) % n = 0,此时明显 1 和 3 的位置还没有处理过,所以当我们发现 idx 和 start 相等,则二者均自增1,那么此时 idx=1,下一次变为 idx = (idx+k) % n = 3,就可以交换完所有的数字了。
因为长度为n的数组只需要更新n次,所以我们用一个 for 循环来处理n次。首先 pre 更新为 cur,然后计算新的 idx 的位置,然后将 nums[idx] 上的值先存到 cur 上,然后把 pre 赋值给 nums[idx],这相当于把上一轮的 nums[idx] 赋给了新的一轮,完成了数字的交换,然后 if 语句判断是否会变到处理过的数字,参见上面一段的解释,我们用题目中的例子1来展示下面这种算法的 nums 的变化过程:
1 2 3 4 5 6 7
1 2 3 1 5 6 7
1 2 3 1 5 6 4
1 2 7 1 5 6 4
1 2 7 1 5 3 4
1 6 7 1 5 3 4
1 6 7 1 2 3 4
5 6 7 1 2 3 4
解法二:
class Solution {public: void rotate(vector<int>& nums, int k) { if (nums.empty() || (k %= nums.size()) == 0) return; int start = 0, idx = 0, pre = 0, cur = nums[0], n = nums.size(); for (int i = 0; i < n; ++i) { pre = cur; idx = (idx + k) % n; cur = nums[idx]; nums[idx] = pre; if (idx == start) { idx = ++start; cur = nums[idx]; } } }};
这道题其实还有种类似翻转字符的方法,思路是先把前 n-k 个数字翻转一下,再把后k个数字翻转一下,最后再把整个数组翻转一下:
1 2 3 4 5 6 7
4 3 2 1 5 6 7
4 3 2 1 7 6 5
5 6 7 1 2 3 4
解法三:
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()); }};
由于旋转数组的操作也可以看做从数组的末尾取k个数组放入数组的开头,所以我们用 STL 的 push_back 和 erase 可以很容易的实现这些操作。
解法四:
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()); } }};
下面这种方法其实还蛮独特的,通过不停的交换某两个数字的位置来实现旋转,根据网上这个帖子的思路改写而来,数组改变过程如下:
1 2 3 4 5 6 7
5 2 3 4 1 6 7
5 6 3 4 1 2 7
5 6 7 4 1 2 3
5 6 7 1 4 2 3
5 6 7 1 2 4 3
5 6 7 1 2 3 4
解法五:
class Solution {public: void rotate(vector<int>& nums, int k) { if (nums.empty()) return; int n = nums.size(), start = 0; while (n && (k %= n)) { for (int i = 0; i < k; ++i) { swap(nums[i + start], nums[n - k + i + start]); } n -= k; start += k; } }};
到此,相信大家对“C++怎么实现旋转数组”有了更深的了解,不妨来实际操作一番吧!这里是编程网网站,更多相关内容可以进入相关频道进行查询,关注我们,继续学习!