数组(字符数组)实现原地循环移位

需求描述

  循环移位就是指一个数组假设这个数组的头和尾连接，构成一个圈，每个元素相对自己当前的位置做一个平移。举个例子 $[5,6,7,8,1,2,3,4]$左移四位，则左移的结果是 $[1,2,3,4,5,6,7,8]$。这算是一个基本的计算机操作，现在相当于从软件的层面实现循环左移。

算法分析

  很多人能够发现，移动几位，能够对应将数组分为两个片段，然后将两个片段分别拷贝进数组即可。但是这种方法因为需要进行数组的拷贝，相当于是占用了 $O(n)$级别的空间，但是如果想要这个算法是原地的，就需要寻找其他方法。
  原地移位相当于已经是一个固定套路了，这种定义求解方式也是需要平时积累的，出发点是大家先看一个理论，我们假设数组是A，则移动导致数组被划分为两个片段 $A_1,A_2$，这个 $A_1$和 $A_2$从何处被分开，我们以左移k位为例（因为是循环移位，右移 $k$位相当于左移 $A.length-k$ 位），而且左移 $k$位和左移 $k \pm A.length$位结果也是一样的，所以只需要讨论 $0≤k<A.length$即可。很容易证明，左移k位即从下标为k处划分， $A_1=A[0:k],A_2=A[k:]$。我们知道移位的结果就是 $[A_2A_1]$。
   $[A_2A_1]=\left[A_1^TA_2^T\right]^T$，数组的逆序也满足和转置一样的关系，所以想要得到 $[A_2A_1]$可以通过三次转置得到，则结果需要数组进行三次逆序操作，第一次对 $A_1$逆序，第二次对 $A_2$逆序，时间复杂度是O(n)，此时得到了 $\left[A_1^TA_2^T\right]$，然后再对整个数组逆序，此时得到结果 $[A_2A_1]$，这一过程时间复杂度是 $O(n)$。显然数组的逆序是可以在 $O(n)$的时间复杂度下原地完成的，所以几次逆序都是原地的，则空间复杂度是 $O(1)$。整个过程完成原地循环移位，没有增加时间复杂度的量级。
  这种思想可以当做定式套路记忆一下，说不定哪天就有算法题遇到了。

reverse函数的代码

void reverse(int array[], int begin, int end)
{
	int tmp;
	while (begin < end)
	{
		tmp = array[begin];
		array[begin] = array[end];
		array[end] = tmp;
		begin++;
		end--;
	}
}

应用举例

  牛客最近来了一个新员工Fish，每天早晨总是会拿着一本英文杂志，写些句子在本子上。同事Cat对Fish写的内容颇感兴趣，有一天他向Fish借来翻看，但却读不懂它的意思。例如，“student. a am I”。后来才意识到，这家伙原来把句子单词的顺序翻转了，正确的句子应该是“I am a student.”。Cat对一一的翻转这些单词顺序可不在行，你能帮助他么？

  这道题如果要求空间复杂度为 $O(1)$的话，则需要采用字符数组来处理，先对整个字符串进行逆序，然后寻找空格，将字符串划分为单词，然后对单词做一个逆序。