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力扣经典算法篇-6-轮转数组

news 来源：原创 2025/5/21 17:39:27

题干：
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

解题：
方法一：
借助临时数组实现。临时数组存储和原始数组相同的数据，作为备份。根据后移距离依次计算出元素的目标位置，在目标位置上通过临时数组进行填值。
代码示例：
java版本：

 public static void rotate(int[] nums, int k) {
        if (k == 0) {       // 为0的快速返回
            return;
        }
        k = k % nums.length;      // 获取实际后移步长，（因为等于数组长度的部分还会回到当前位置，所以需要求余数）

        int[] tempArray = Arrays.copyOfRange(nums, 0, nums.length);  // 临时数组
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            if (i < k) {     // 目标位置之前的元素，元素会从队尾环形回到头部
                nums[i] = tempArray[i - k + nums.length];
            } else {         // 目标位置之后的元素，从头部偏移直接获取
                nums[i] = tempArray[i - k];
            }
        }
    }

C版本：

void rotate(int* nums, int numsSize, int k) {

    if(numsSize == 0){
        return;
    }
    
    int tempArr[numsSize];
    for(int i =0; i<numsSize;i++){
        tempArr[i] = nums[i];
    }

    k = k%numsSize;

    for(int i =0; i<numsSize;i++){
        if(i<k){
             nums[i] = tempArr[i-k+numsSize];
        } else{
            nums[i] = tempArr[i-k];
        }
    }

}

方法二：
通过数组反转实现。数组向后移动k个，那么必定会有k个元素从队尾会到对头。
将数组整体反转后，对头前k个元素一定是目标转移的元素，不过顺序是反着的。同理之后的元素也是一样，范围正确，顺序相反。
所以在对前k部分反转。后面部分的数组反转可以得到结果。
代码示例：
java版本：

public static void rotate(int[] nums, int k) {
    if (k == 0) {
        return;
    }
    k = k % nums.length;

    reviseArray(nums, 0, nums.length - 1);   // 整体反转
    reviseArray(nums, 0, k - 1);     // 反转后的前k个元素反转
    reviseArray(nums, k, nums.length - 1);   // 反转后的，k之后的部分反转
}

// 数组反转
private static void reviseArray(int[] nums, int left, int right) {
    if (left >= right) {
        return;
    }
    while (left < right) {
        int temp = nums[left];
        nums[left] = nums[right];
        nums[right] = temp;
        left++;
        right--;
    }
}

C版本：

// 元素交换
void swap(int* a, int* b) {
    int t = *a;
    *a = *b, *b = t;
}

// 数组反转
void reverse(int* nums, int start, int end) {
    while (start < end) {
        swap(&nums[start], &nums[end]);
        start += 1;
        end -= 1;
    }
}

void rotate(int* nums, int numsSize, int k) {
    k %= numsSize;
    reverse(nums, 0, numsSize - 1);
    reverse(nums, 0, k - 1);
    reverse(nums, k, numsSize - 1);
}