数组循环移位的几种解法

题目描述：
设计一个算法,把一个含有N个元素的数组循环右移K位。

解法一:
最容易想到的就是每次将数组中的元素右移一位，循环K次。

#include<iostream>
using namespace std;
void RightShift(int *arr, int N, int K){
     while(K--){
          int t = arr[N-1];
          for(int i = N-1;i>0;i--){
                arr[i]=arr[i-1];
          }
          arr[0]=t;
    }

 }

int main(){
   int num[4] = {1,3,7,9};
   for(int i = 0; i < 4;i++){
      cout<<num[i]<<' ';
   }
   cout<<'\n';
   RightShift(num,4,2);
   for(int i = 0; i < 4;i++){
      cout<<num[i]<<' ';
   }

这里的复杂度为K*N次，我们接下来再用一个方法来改进。

解法二：
用空间来换时间，申请一个大小为K%N的数组，因为循环移位K次，如果K > N，则其效果与移动K%N次是一样的。所以在解法一，我们可以加上 K = K %N 这句。
假如原数组： 1 2 3 4 5 6 7 需要右移4次，那么我们想要的结果是： 5 6 7 1 2 3 4
我们注意到，其实就是将1234前四个元素拿出来（变成array A: _ _ _ _ 5 6 7, array B:1 2 3 4），然后将567前移充填(A 变成 5 6 7 _ _ _ _)，然后我们只要将 B 数组再添加到A 数组后面就完成了。最后 (A : 5 6 7 1 2 3 4)

void RightShift(int *arr, int N, int K){
     K = K % N;
     int *sp = (int*)malloc(K*sizeof(int));
     int i = 0,s = 0;
     for(; i < K;i++){        // 将数组前K 位存入sp中
         sp[i] = arr[i];
     }
     for(;i<N;i++,s++){       // 将数组第K+1 - N 位移到arr前端。
        arr[s] = arr[i];
     }
     for(i = 0; s < N;i++,s++){    // 将sp中的数取出，拼入arr数组。
        arr[s] = sp[i];
     }
}

这里对数组进行了复制K次，将后面的元素前移N-K次，然后再将K 个元素拼接到数组后面进行了K次操作，一共进行了N+K次操作。然而空间复杂度为K.

解法三：
这里有一个很巧妙的方法来实现数组循环。
假如原数组： 1 2 3 4 5 6 7 需要右移4次，那么我们想要的结果是： 5 6 7 1 2 3 4。
1.将1234逆置变成 4321
2.将567逆置变成 765
3.将两个逆置数组拼接： 4321765
4.将这个已拼接的数组逆置： 5671234 就成了我们想要的结果了。

void Reverse(int *arr,int start,int end){      //逆置
    for(; start < end;start++,end--){
           int s = arr[end];
           arr[end] = arr[start];
           arr[start] = s;
      }
}

void RightShift(int* arr,int N, int K){
      K = K%N;                       //对应上文步骤
      Reverse(arr,0,K-1);           //1 
      Reverse(arr,K,N-1);           //2
      Reverse(arr,0,N-1);           //4
}

上述算法Reverse函数时间复杂度分别为K/2, (N-K)/2,N/2, 所以总的复杂度为O（N），空间复杂度为O（1）

数组循环移位的几种解法

猜你喜欢