leetcode刷题笔记 一百八十九题

leetcode刷题笔记 一百八十九题

源地址：189. 旋转数组

问题描述：

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]
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。

//暴力解法 k次移动数组
object Solution {
    def rotate(nums: Array[Int], k: Int): Unit = {
        for (i <- 0 to k-1){
            var previous = nums(nums.length-1)
            for (j <- 0 to nums.length-1){
                val temp = nums(j)
                nums(j) = previous
                previous = temp
            }
        }
    }
}

//辅助数组 将原数组的元素插入辅助数组中的指定位置
object Solution {
    def rotate(nums: Array[Int], k: Int): Unit = {
        val arr = new Array[Int](nums.length)
        for (i <- 0 to nums.length-1) arr((i+k)%nums.length) = nums(i)
        for (i <- 0 to nums.length-1) nums(i) = arr(i)
    }
}

//利用reverse技巧 先对整体进行reverse，而后以k位置进行分割，对前后两部分进行reverse
object Solution {
    def rotate(nums: Array[Int], k: Int): Unit = {
        val length = nums.length
        val kk = k % length
        reverseN(nums, 0, nums.length - 1)
        reverseN(nums, 0, kk - 1)
        reverseN(nums, kk, nums.length - 1)
        
        def reverseN(nums: Array[Int], start: Int, end: Int): Unit = {
            var left = start
            var right = end
            while (left < right){
                val temp = nums(left)
                nums(left) = nums(right)
                nums(right) = temp
                left += 1
                right -= 1
            }
        }
    }
}

//环状替代
//这种情况下可能会出现两种情况
//当 n 和 k 的最大公约数 等于 1 的时候：1 次遍历就可以完成交换
//当 n 和 k 的最大公约数 不等于 1 的时候：1 次遍历是无法完成的所有元素归位，需要 m (最大公约数) 次 每一轮循环只会在自己的那一组上不停的遍历
//可通过两种方法进行控制
//第一种：我们就用最大公约数 m 来控制外循环，代表总共有 m 轮循环
//第二种：由于n个元素归位需要n次交换，所以我们定义一个count代表交换次数，当 count = n 时完成
object Solution {
    def rotate(nums: Array[Int], k: Int): Unit = {
        val length = nums.length
        val kk = k % length
        var count = 0
        var i = 0
        
        while(count < length){
            var cur = i
            var prev = nums(i)
            do {
                val next = (cur + kk) % length
                val temp = nums(next)
                nums(next) = prev
                prev =  temp
                cur = next
                count += 1
            } while (i != cur)
            i += 1
        }
    }
}