leetcode189.轮转数组

题目描述

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。

题目解法

解法一：暴力旋转

顾名思义，我们根据题目所说每次将数组向右旋转一位，并重复k次。其思路是直接模拟旋转操作：将最后一个元素取出暂存，其余元素依次向右移动一位，再将暂存的原最后一个元素放到数组开头。

class Solution {public void rotate(int[] nums, int k) {int n = nums.length;for (int i = 0; i < k; i++) {int temp = nums[n - 1];for (int j = n - 1; j > 0; j--) {nums[j] = nums[j - 1];}nums[0] = temp;}}
}

该解法的时间复杂度为O(k * n)，空间复杂度为O(1)。

解法二：使用额外数组

我们可以直接再定义一个数组，通过计算旋转后每个元素的新位置，直接将元素放进新数组的对应位置。最后将新数组的内容复制回原数组。

class Solution {public void rotate(int[] nums, int k) {int n = nums.length;int[] newNums = new int[n];for (int i = 0; i < n; i++) {newNums[(i + k) % n] = nums[i];}for (int i = 0; i < n; i++) {nums[i] = newNums[i];}}
}

该解法的时间复杂度为O(n)，空间复杂度为O(n)。

解法三：数组翻转

使用了​​三次反转法​​来实现数组旋转：

1. 整体反转：将整个数组反转，这样原数组的最后 k个元素会移动到数组前端，但顺序是逆序的。
2. 反转前k个元素：调整前 k个元素的顺序，使其恢复原始顺序。
3. 反转剩余元素：调整后 n-k个元素的顺序，使其恢复原始顺序。

需要注意，如果 k大于数组长度 n，直接使用 k进行反转会导致无效操作或错误。例如，当 n = 7且 k = 10时，实际有效的旋转步数是 k % n = 3，因为旋转 n次后数组会恢复原状。

该方法的时间复杂度为O(n)，空间复杂度为O(1)。

class Solution {public void reverse(int[] nums, int start, int end) {while (start < end) {int temp = nums[start];nums[start] = nums[end];nums[end] = temp;start++;end--;}}public void rotate(int[] nums, int k) {int n = nums.length;k %= n;reverse(nums, 0, n - 1);reverse(nums, 0, k - 1);reverse(nums, k, n - 1);}
}