leetcode刷题day3

Posted 2021-07-19 我是晓伍

本题来源于189. 旋转数组

题目如下：
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。

进阶：

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。
你可以使用空间复杂度为 O(1) 的 原地 算法解决这个问题吗？

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：nums = [-1,-100,3,99], 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]

提示：

1 <= nums.length <= 2 * 104
-231 <= nums[i] <= 231 - 1
0 <= k <= 105

方法一

首先由于k很大，要先对k和numsSize进行模运算，这样保证了k∈[0,numsSize)，使得循环次数大大减少。
这之后通过动态内存开辟出一个和nums数组一样空间大小的数组，用来存放旋转后的数据。

假设题目这时候给的k=10，那么经过模运算之后，k=3，我们要先从nums[numsSize-k]初开始搬运k个元素。

第一遍循环做了k次以后得到这样的结果，并且循环变量来到了下图中蓝色箭头的位置

接下来就很容易了，只需要将nums中的元素从nums[0]开始依次放入arr中

方法一实现

    k = k % numsSize;
    k = numsSize - k;
    int *p = (int *)malloc(numsSize * sizeof(int));
    int tmp = 0;
    for (int i = 0; i < numsSize; i++)
    {
        if (k + i < numsSize)
        {
            p[i] = nums[k + i];
        }
        else
        {
            p[i] = nums[tmp];
            tmp++;
        }
    }
    for (int i = 0; i < numsSize; i++)
    {
        nums[i] = p[i];
    }
    free(p);
    p = NULL;

方法二

同样，首先对k与numsSize进行模运算，把k的值缩小
接下来我们类比换座位：
假设现在有5个位置和ABCDE五个人，每个人 需要按照老师的要求往后移动两个位子。

第一步，A很着急，直接就跑到了C的位置上，并把C赶走

C眼看自己被赶走了，感觉受到了莫大的羞辱，遂决定往后退两个位子把E赶走

这样每个元素都动了起来，于是会到这里

这之后，D只要老老实实的找到空位，就归位了。
但是，这里的换座位好像会出现其他情况，比如说4个人分别为ABCD，他们需要向后移动两个位子。

那做完两次之后就会出现这样的情况

显然这样是不行的，那我们应该要控制循环次数，我们想，既然每个人都要换一次位子，所以外面要循环人数次，当不满足到人数次时候，我必须要让他们动起来。

方法二实现

void rotate(int *nums, int numsSize, int k)
{
    k = k % numsSize;
    int count = 0;
    for (int start = 0; count < numsSize; start++)
    {
        int cur = start; //开始位置
        int pre = nums[cur];
        int next = (cur + k) % numsSize; //下一个位置
        do
        {
            int tmp = nums[next]; //把学生赶走
            nums[next] = pre;
            pre = tmp;
            cur = next;                  //到达了位置
            next = (cur + k) % numsSize; //更新下一个位置
            count++;
        } while (start != cur); //当当前位置又到达开始位置时候停止
    }
}

方法三

方法三是用翻转数组的方法，首先还是要对k和numsSize进行模运算，这之后我们进行三次翻转，如图所示：

第一次把整个数组翻转：

第二次以k为分界线，把数组分为两部分，先对前半部分翻转：


第三步再对后面的元素进行翻转，得到答案：

方法三实现

void reverse(int *nums, int begin, int end)
{
    while (begin < end)
    {
        int tmp = nums[begin];
        nums[begin] = nums[end];
        nums[end] = tmp;
        begin++;
        end--;
    }
}
void rotate(int *nums, int numsSize, int k)
{
    // reverseWay
    k = k % numsSize;
    reverse(nums,0,numsSize-1);
    reverse(nums,0,k-1);
    reverse(nums,k,numsSize-1);
}