C#LeetCode刷题之#189-旋转数组(Rotate Array)
问题
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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。
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]
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。
Given an array, rotate the array to the right by k steps, where k is non-negative.
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]
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?
示例
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public class Program {
public static void Main(string[] args) {
int[] nums = null;
//[1,2,3,4,5,6,7] k = 3
//第1次,反转尾部,1,2,3,4,7,6,5
//第2次,反转头部,4,3,2,1,7,6,5
//第3次,反转所有,5,6,7,1,2,3,4
nums = new int[] { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 };
Rotate(nums, 3);
ShowArray(nums);
nums = new int[] { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 };
Rotate2(nums, 3);
ShowArray(nums);
nums = new int[] { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 };
Rotate3(nums, 3);
ShowArray(nums);
Console.ReadKey();
}
private static void ShowArray(int[] array) {
foreach(var num in array) {
Console.Write($"{num} ");
}
Console.WriteLine();
}
private static void Rotate(int[] nums, int k) {
int[] newNums = new int[k];
int length = nums.Length;
k %= length;
int mid = length - k;
for(int i = 0; i < k; i++) {
newNums[i] = nums[mid + i];
}
for(int i = mid - 1; i >= 0; i--) {
nums[i + k] = nums[i];
}
for(int i = 0; i < k; i++) {
nums[i] = newNums[i];
}
}
private static void Reverse(int[] array, int index, int length) {
for(int i = index, count = -1; i < index + length / 2; i++) {
count++;
int t = array[i];
array[i] = array[index + length - count - 1];
array[index + length - count - 1] = t;
}
}
private static void Rotate2(int[] nums, int k) {
if(nums.Length == 1 || k == 0) {
return;
}
k %= nums.Length;
Reverse(nums, nums.Length - k, k);
Reverse(nums, 0, nums.Length - k);
Reverse(nums, 0, nums.Length);
}
private static void Rotate3(int[] nums, int k) {
if(nums.Length == 1 || k == 0) {
return;
}
k %= nums.Length;
Array.Reverse(nums, nums.Length - k, k);
Array.Reverse(nums, 0, nums.Length - k);
Array.Reverse(nums);
}
}
以上给出3种算法实现,以下是这个案例的输出结果:
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5 6 7 1 2 3 4
5 6 7 1 2 3 4
5 6 7 1 2 3 4
分析:
显而易见,Rotate和Rotate2的时间复杂度均为: ,Rotate的空间复杂度为: ,Rotate2的空间复杂度为: 。Rotate3的时间和空间复杂度基于运行时所使用的反转算法。
Rotate2的解法符合题目“原地打转”要求。
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