LEETCODE 189. Rotate Array 解题思路分析

题目大意:

旋转数组

给定一个数组,将数组中的元素向右移动 个位置,其中 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。

如果想查看本题目是哪家公司的面试题,请参考以下免费链接: https://leetcode.jp/problemdetail.php?id=189

解题思路分析:

解法一:辅助数组

我们利用原数组copy一份新数组,然后将copy[i]的元素赋值到nums[i+k]即可。注意下标i+k可能越界,因此我们需要求它与数组长度的余数。

实现代码:

public void rotate(int[] nums, int k) {
    int[] copy=Arrays.copyOf(nums,nums.length);
    for(int i=0;i<nums.length;i++){
        int index=(i+k)%nums.length;
        nums[index]=copy[i];
    }
}

本题解法执行时间为0ms。

Runtime: 0 ms, faster than 100.00% of Java online submissions for Rotate Array.

Memory Usage: 41.9 MB, less than 5.77% of Java online submissions for Rotate Array.


解法二:原地算法

题目要求使用常数级变量空间的原地算法,这就意味着不能使用辅助数组。我们先看一个例子:

nums[]={1,2,3,4,5,6,7}; n=3;

通过肉眼,我们很容易发现,变化前后数组的特性:

{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7}

{5, 6, 7, 1, 2, 3, 4}

实际上我们就是将红蓝两部分的位置颠倒了一下而已,这实际上是二次翻转算法,我们先将红色部分数字进行翻转,再对蓝色部分数字进行翻转,最后再将整个数组翻转即可。

1 2 3 4 5 6 7  // 原数组
4 3 2 1 5 6 7 // 翻转前部
4 3 2 1 7 6 5 // 翻转后部
5 6 7 1 2 3 4 // 整体翻转

实现代码:

public void rotate(int[] nums, int k) {
    k=k%nums.length;
    // 翻转前半部分
    int l=0,r=nums.length-k-1;
    reverse(nums,l,r);
    // 翻转后半部分
    l=nums.length-k;
    r=nums.length-1;
    reverse(nums,l,r);
    // 整体翻转
    l=0;
    r=nums.length-1;
    reverse(nums,l,r);
}
void reverse(int[] nums, int l, int r){
    // 由外至内两两数字交换位置
    while(l<r){
        nums[l]=nums[l]^nums[r];
        nums[r]=nums[l]^nums[r];
        nums[l]=nums[l]^nums[r];
        l++;
        r--;
    }
}

本解法执行时间为0ms。

Runtime: 0 ms, faster than 100.00% of Java online submissions for Rotate Array.

Memory Usage: 42 MB, less than 5.77% of Java online submissions for Rotate Array.

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