leetcode-煎饼排序

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题目

给你一个整数数组 arr ,请使用 煎饼翻转 完成对数组的排序。
一次煎饼翻转的执行过程如下:
选择一个整数 k ,1 <= k <= arr.length
反转子数组 arr[0...k-1](下标从 0 开始)
例如,arr = [3,2,1,4] ,选择 k = 3 进行一次煎饼翻转,反转子数组 [3,2,1] ,得到 arr = [1,2,3,4] 。
以数组形式返回能使 arr 有序的煎饼翻转操作所对应的 k 值序列。任何将数组排序且翻转次数在 10 * arr.length 范围内的有效答案都将被判断为正确。

示例 1:
输入:[3,2,4,1]
输出:[4,2,4,3]
解释:我们执行 4 次煎饼翻转,k 值分别为 4,2,4,和 3。
初始状态 arr = [3, 2, 4, 1]
第一次翻转后(k = 4):arr = [1, 4, 2, 3]
第二次翻转后(k = 2):arr = [4, 1, 2, 3]
第三次翻转后(k = 4):arr = [3, 2, 1, 4]
第四次翻转后(k = 3):arr = [1, 2, 3, 4],此时已完成排序。

示例 2:
输入:[1,2,3]
输出:[]
解释:输入已经排序,因此不需要翻转任何内容。
请注意,其他可能的答案,如 [3,3] ,也将被判断为正确。

思路

之前没接触过煎饼排序,确实也没想到好办法,看了题解才会的,不过煎饼排序这个名字还真是生动形象。
题解的重点是,我们可以采取一种类似选择排序的策略,假设当前数组最大值的index为indexMax,我们进行如下步骤,就可以把这个数排到数组的最后:

  1. 如果indexMax=0,跳过当前步骤;否则,令k=indexMax+1,进行1次煎饼排序
  2. 令k=len,进行1次煎饼排序

我们看一下上面2步为什么能把最大值排到数组最后:第1步的目的是,把最大值排到数组的首位(即index=0),然后进行整个数组的反转,这样,最大值就被排序到最后了。
有了上面的结论,我们接下来就重复对剩余的数字再采取同样的策略,这样,每次都能把子数组的最大值排到最后面,整个数组都这样排完,就是从小到大是有序的。
下面用示例1的数组走一遍:

969.png

  1. 最开始,len=4,找到当前数组最大值4,下标indexMax=2,所以令k=2+1=3,做1次煎饼排序,得到 4 2 3 1
  2. 令k=len=4,做1次煎饼排序,得到 1 3 2 4
  3. 此时,最后1位已经排好序了,我们处理字数组1 3 2,找到最大值3,下标indexMax=1,所以令k=1+1=2,做1次煎饼排序,得到3 1 2
  4. 令k=len=3,做1次煎饼排序,得到 2 1 3
  5. 此时,最后2位已经排好序了,我们处理字数组2 1,找到最大值2,下标indexMax=0,跳过第1步
  6. 令k=len=2,做1次煎饼排序,得到 1 2

经过上面的步骤,我们就把示例1的数组整体使用煎饼排序排好了,代码可以按照上面思路去实现。
另外,反转数组的时候,需要交换2个元素的值,这里写法上可以使用 异或 操作,不用借助第3个变量就可以实现2个整数交换。

Java版本代码

class Solution {
    public List<Integer> pancakeSort(int[] arr) {
        List<Integer> ans = new ArrayList<>();
        for (int end = arr.length-1; end > 0; end--) {
            int maxIndex = 0;
            for (int i = 1; i <= end; i++) {
                if (arr[i] > arr[maxIndex]) {
                    maxIndex = i;
                }
            }
            if (maxIndex > 0) {
                // 先把当前子数组最大值移到位置0
                reverse969(arr, maxIndex);
                ans.add(maxIndex+1);
            }
            // 反正整个子数组,把最大值移到最后
            reverse969(arr, end);
            ans.add(end+1);
        }
        return ans;
    }

    public static void reverse969(int[] arr, int endIndex) {
        int startIndex = 0;
        while (startIndex < endIndex) {
            arr[startIndex] ^= arr[endIndex];
            arr[endIndex] ^= arr[startIndex];
            arr[startIndex] ^= arr[endIndex];
            startIndex++;
            endIndex--;
        }
    }
}
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