LeetCode（初级算法）数组篇---旋转数组

题目

将包含 n 个元素的数组向右旋转 k 步。

例如，如果 n = 7 , k = 3，给定数组 [1,2,3,4,5,6,7] ，向右旋转后的结果为 [5,6,7,1,2,3,4]。

注意:

尽可能找到更多的解决方案，这里最少有三种不同的方法解决这个问题。

[显示提示]

提示:

要求空间复杂度为 O(1)

解析

• 做这道题之前需要知道，k是以一个数组长度为循环周期。

  所以无论是什么方法，都应该在开始时就完成k=k%nums.length;

方法一

• 第一种方法是最为直接的，按照逻辑上对旋转怎么理解，就让程序怎么执行
• 需要一个临时变量
• 这种方法简单易懂，但==效率很低==

Example:每旋转1次的执行过程

1）先将最后一个保存到临时变量
1   2   3   4   5   6   7   8    [8]---临时变量
2）位移
_   1   2   3   4   5   6   7   [8]---临时变量
3) 将临时变量放到第一个
8   1   2   3   4   5   6   7

代码

public class Solution {
    @Test
    public void rotate(int[] nums, int k) {
        k = k % nums.length;

        for (int count = 0; count < nums.length; count++) {   //执行趟数
            int temp = nums[nums.length - 1];
            for (int j = nums.length - 1; j > 0; j--) {
                nums[j] = nums[j - 1];
            }
            nums[0] = temp;
        }
    }
}

方法二

• 第二种方法用得是正则表达式，通过StringBuffer将旋转后的结果添加入缓冲区，再用Matcher进行筛选

• 这种方法比较适用于==数组长度较大的旋转==，时间复杂度较高，但空间复杂度较低

  public class Solution3 {
  private static String REGEX = "[+-]?\\d+";
  
  public void rotate(int[] nums, int k) {
      k=k%nums.length;
  
      StringBuffer str = new StringBuffer();
      int index = nums.length-k; 
        //time在这里作为趟数，也作为偏移量
      for(int time=0;time' '); 
      }
         //编译正则表达式
      Pattern p =Pattern.compile(REGEX); 
        //进行匹配
      Matcher m =p.matcher(str);
      int i=0;
      while(m.find()) {
          nums[i++]= Integer.valueOf(str.substring(m.start(),m.end()));
      }       
  }
  }
  

  ​

方法三

• 第三种方法，是通过调用System.arraycopy和使用Arrays.copyOfRange完成，对数组内容的复制和移动
• 这种方法执行==速度很快（System.arraycopy 是 本地方法）==，但是空间复杂度会比较高

代码

public void rotate(int[] nums, int k) {
        k=k%nums.length;
        // 返回 下标 为 nums.length-k到最后一个元素的子数组temp
        int temp[] = Arrays.copyOfRange(nums,nums.length-k ,nums.length); 
         // 将剩余的元素复制到旋转后的位置
        System.arraycopy(nums, 0, nums, k, nums.length-k);
         // 将temp复制到nums的开头
        System.arraycopy(temp, 0,nums , 0, k);
    }

图解

1) 初始状态
nums:   1   2   3   4   5   6   7   8
k:  3
2) 取出子集
nums:   1   2   3   4   5   6   7   8
temp:   6   7   8
3) 将剩余的元素复制到旋转后的位置
nums:   1   2   3   1   2   3   4   5
temp:   6   7   8
4) 将temp复制到nums的开头
nums:   6   7   8   1   2   3   4   5

拓展

数组的复制

• System.arrayscopy（源数组，起始位置，目标数组，起始位置，复制长度）—-本地方法

​ *可以复制到自己身上

​ Eg：System.arrayscopy（obj，0，obj，3，3）：表示数组里的前三个字符向右移动3个位置

• Arrays.copyOf(目标数组，新的长度)—– 返回新数组

  ​

• Arrays.copyOfRang(目标数组，起始位置，结束位置)—–返回新数组

​ 与System.arrayscopy不同的是：==复制区间是从起始位置，到结束位置的前一个元素==