算法6 leetcode189 旋转数组

题目

给定一个数组，将数组中的元素向右移动 k 个位置，其中 k 是非负数。

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？
 
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:

向右旋转 1 步: [7,1,2,3,4,5,6]
向右旋转 2 步: [6,7,1,2,3,4,5]
向右旋转 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:

向右旋转 1 步: [99,-1,-100,3]
向右旋转 2 步: [3,99,-1,-100]

提示：

1 <= nums.length <= 2 * 104
-231 <= nums[i] <= 231 - 1
0 <= k <= 105

思路

我一开始想到的就只有用一个临时数组来装超过数组长度的最后几位，然后从最后往前开始倒推直到第k+1项；再用临时数组把前面k项替换。。。
这个方法是又复杂又容易出错，一不小心就超出数组范围。

我的原始方法

class Solution {
        public void rotate(int[] nums, int k) {
            int l=nums.length;
            int[] tmp=new int[k];
            if (l<k){
                k=k%l;//防止下面的步骤出界
            }
            int a=0;
            for(int i=l-k;i<l;i++){
                if (i<0)break;
                tmp[a++]=nums[i];
            }
             for(int i=l-1-k;i>=0;i--){
                                 if (i<0)break;
                nums[i+k]=nums[i];
            }
            for(int i=0;i<k;i++){
                nums[i]=tmp[i];
            }
            // for(int i=0;i<l;i++) {
            //     System.out.println(nums[i]);
            // }
        }
    }

下面参考大佬的答案，只是占用空间多一点但是减少了很多计算复杂度

使用临时数组

可以使用一个临时数组，先把原数组的值存放到一个临时数组中，然后再把临时数组的值重新赋给原数组，重新赋值的时候要保证每个元素都要往后移k位，如果超过数组的长度就从头开始，所以这里可以使用(i + k) % length来计算重新赋值的元素下标

public void rotate(int nums[], int k) {
     int length = nums.length;
     int temp[] = new int[length];
     //把原数组值放到一个临时数组中，
     for (int i = 0; i < length; i++) {
         temp[i] = nums[i];
     }
     //然后在把临时数组的值重新放到原数组，并且往右移动k位
     for (int i = 0; i < length; i++) {
         nums[(i + k) % length] = temp[i];
     }
 }

更nb（抽象）的方法

多次反转

先反转全部数组，在反转前k个，最后在反转剩余的，如下所示

public void rotate(int[] nums, int k) {
        int length = nums.length;
        k %= length;
        reverse(nums, 0, length - 1);//先反转全部的元素
        reverse(nums, 0, k - 1);//在反转前k个元素
        reverse(nums, k, length - 1);//接着反转剩余的
    }

    //把数组中从[start，end]之间的元素两两交换,也就是反转
    public void reverse(int[] nums, int start, int end) {
        while (start < end) {
            int temp = nums[start];
            nums[start++] = nums[end];
            nums[end--] = temp;
        }
    }

其实还可以在调整下，先反转前面的，接着反转后面的k个，最后在反转全部，原理都一样

public void rotate(int[] nums, int k) {
        int length = nums.length;
        k %= length;
        reverse(nums, 0, length - k - 1);//先反转前面的
        reverse(nums, length - k, length - 1);//接着反转后面k个
        reverse(nums, 0, length - 1);//最后在反转全部的元素
    }

    //把数组中从[start，end]之间的元素两两交换,也就是反转
    public void reverse(int[] nums, int start, int end) {
        while (start < end) {
            int temp = nums[start];
            nums[start++] = nums[end];
            nums[end--] = temp;
        }
    }

环形

保存将移到位置的值-》转移—》保存下一个位置的值···
!防止原地打转

    public static void rotate(int[] nums, int k) {
        int hold = nums[0];
        int index = 0;
        int length = nums.length;
        boolean[] visited = new boolean[length];
        for (int i = 0; i < length; i++) {
            index = (index + k) % length;
            if (visited[index]) {
                //如果访问过，再次访问的话，会出现原地打转的现象，
                //不能再访问当前元素了，我们直接从他的下一个元素开始
                index = (index + 1) % length;
                hold = nums[index];
                i--;
            } else {
                //把当前值保存在下一个位置，保存之前要把下一个位置的
                //值给记录下来
                visited[index] = true;
                int temp = nums[index];
                nums[index] = hold;
                hold = temp;
            }
        }
    }