浅谈 Python实现三次反转解决旋转数组问题

Posted 2021-03-02 aquish

三次反转和python切片 解决 旋转数组

 

　　首先声明这几种方法是借鉴Leetcode题解中[吴彦祖](https://leetcode-cn.com/problems/rotate-array/solution/san-ci-fan-zhuan-fu-yi-xie-pythonicde-jie-fa-pytho/)的解法，单纯为和我一样的freshchicken做补充思路及记录用，侵删

 

旋转数组问题

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。

示例 1:

输入: [1,2,3,4,5,6,7] 和 k = 3
输出: [5,6,7,1,2,3,4]

三次反转

　　首先说说反转,如 ‘abc‘ 反转后得 ‘cba‘。三次反转的思想是将按数组索引分别将前k个元素和后k个元素反转，再将整体数组进行反转(顺序可换) 。如要实现‘abcdefg‘旋转4次,即k = 4，那么就是将数组的前k个元素‘abc‘ 和 后k个元素‘defg‘反转。反转得到 ‘cba‘ 和 ‘gfed‘。因为是基于索引原地反转，所以原数组变为‘cbagfed‘

　　最后将原数组整体反转 即得到4次旋转后的数组 ‘ defgabc ‘。可以看到成功的将后k个元素旋转到了数组

明白了原理下一步就是用代码将它实现出来

class Solution:
    def rotate(self, nums: List[int], k: int) -> None:
        """
        Do not return anything, modify nums in-place instead.
        """
        # 给定的K为非负数，可能超出数组长度，先计算出实际旋转次数k
        n = len(nums)   
        k %= n

        # 定义反转函数
        def switch(a, b):
            while (a<b):    # 从两头往中间交换
                nums[a], nums[b] = nums[b], nums[a]
                a += 1
                b -= 1
        # 三次反转
        switch(0, n-k-1)    # 反转前k个元素
        switch(n-k, n-1)    # 反转后k个元素
        switch(0, n-1)      # 反转整体

# 当然利用python的切片特性我们可以更简洁的实现反转
class Solution:
    def rotate(self, nums: List[int], k: int) -> None:
        """
        Do not return anything, modify nums in-place instead.
        """
        k %= len(nums)
        
        nums[:] = nums[:][::-1]
        nums[:k] = nums[:k][::-1]
        nums[k:] = nums[k:][::-1]

 

前面说过。旋转数组其实可以看为将后k个元素移动到前面来。那不考虑原地算法的前提下用python其实可以写出更简洁的代码，虽然不符合本题正统做法，但可做扩展用。

 

class Solution:
    def rotate(self, nums: List[int], k: int) -> None:
        """
        Do not return anything, modify nums in-place instead.
        """
        k %= len(nums)
        nums[:] = nums[k:] + nums[:k]

 

两行代码完事hh，可能这就是python的魅力吧。