LeetCode: 189. 轮转数组

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189. 轮转数组

LeetCode - 189. 轮转数组

给定一个整数数组 nums，将数组中的元素向右轮转 k 个位置，其中 k 是非负数。

示例 1:

输入: nums = [1,2,3,4,5,6,7], k = 3
输出: [5,6,7,1,2,3,4]
解释:
向右轮转 1 步: [7,1,2,3,4,5,6]
向右轮转 2 步: [6,7,1,2,3,4,5]
向右轮转 3 步: [5,6,7,1,2,3,4]

示例 2:

输入：nums = [-1,-100,3,99], k = 2
输出：[3,99,-1,-100]
解释:
向右轮转 1 步: [99,-1,-100,3]
向右轮转 2 步: [3,99,-1,-100]

提示：

1 <= nums.length <= 10⁵
-2³¹ <= nums[i] <= 2³¹ - 1
0 <= k <= 10⁵

进阶：

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。
你可以使用空间复杂度为 \(O(1)\) 的原地算法解决这个问题吗？

思路分析

注意：这里是轮转数组！如果 k > nums.length，那么轮转 k % nums.length 次和轮转 k 次的效果是一样的。

整个过程如下：

AB → rev(B)rev(A) → rev(rev(B))rev(rev(A)) → BA

一刷
二刷

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/**
 * Runtime: 0 ms, faster than 100.00% of Java online submissions for Rotate Array.
 *
 * Memory Usage: 37.4 MB, less than 100.00% of Java online submissions for Rotate Array.
 *
 * Copy from: https://leetcode.com/problems/rotate-array/solution/[Rotate Array solution - LeetCode]
 *
 * @author D瓜哥 · https://www.diguage.com
 * @since 2020-01-05 13:05
 */
public void rotate(int[] nums, int k) {
    if (Objects.isNull(nums) || nums.length == 0 || k % nums.length == 0) {
        return;
    }
    k %= nums.length;
    reverse(nums, 0, nums.length - 1);
    reverse(nums, 0, k - 1);
    reverse(nums, k, nums.length - 1);
}

private void reverse(int[] nums, int start, int end) {
    while (start < end) {
        int temp = nums[start];
        nums[start] = nums[end];
        nums[end] = temp;
        start++;
        end--;
    }
}

/**
 * Runtime: 0 ms, faster than 100.00% of Java online submissions for Rotate Array.
 * <p>
 * Memory Usage: 38 MB, less than 85.58% of Java online submissions for Rotate Array.
 */
public void rotateExtraArray(int[] nums, int k) {
    if (Objects.isNull(nums) || nums.length == 0 ||  k % nums.length == 0) {
        return;
    }
    k %= nums.length;
    int[] temp = new int[k];
    for (int i = 0; i < k; i++) {
        temp[k - i - 1] = nums[nums.length - i - 1];
    }
    for (int i = nums.length - 1; i >= k; i--) {
        nums[i] = nums[i - k];
    }
    for (int i = 0; i < k; i++) {
        nums[i] = temp[i];
    }
}

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/**
 * AB → rev(B)rev(A) → rev(rev(B))rev(rev(A)) → BA
 *
 * @author D瓜哥 · https://www.diguage.com
 * @since 2020-01-05 13:05
 */
public void rotate(int[] nums, int k) {
  int len = nums.length;
  k %= len;
  if (k == 0) {
    return;
  }
  reverse(nums, 0, len - 1);
  reverse(nums, 0, k - 1);
  reverse(nums, k, len - 1);
}

private void reverse(int[] nums, int start, int end) {
  while (start < end) {
    int temp = nums[start];
    nums[start] = nums[end];
    nums[end] = temp;
    start++;
    end--;
  }
}

发现官网测试用例少了一个特殊情况：如果 k 大于两倍数组长度，提交的测试就会报错，但是官网却显示通过。

数组反转的方法也不错！反转时，直接使用界限的值进行加减比较简单省事！

参考资料

189. 轮转数组 - 原地做法，一图秒懂！附数学证明
189. 轮转数组 - 官方题解 — 环状替换有意思！