189. 旋转数组

力扣题目链接

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]。

思路

这道题目在字符串里其实很常见，我把字符串反转相关的题目列一下：

本题其实和字符串：剑指Offer58-II.左旋转字符串就非常像了，剑指offer上左旋转，本题是右旋转。

注意题目要求是要求使用空间复杂度为 O(1) 的原地算法

那么我来提供一种旋转的方式哈。

在字符串：剑指Offer58-II.左旋转字符串中，我们提到，如下步骤就可以坐旋转字符串：

反转区间为前n的子串
反转区间为n到末尾的子串
反转整个字符串

本题是右旋转，其实就是反转的顺序改动一下，优先反转整个字符串，步骤如下：

反转整个字符串
反转区间为前k的子串
反转区间为k到末尾的子串

需要注意的是，本题还有一个小陷阱，题目输入中，如果k大于nums.size了应该怎么办？

举个例子，比较容易想，

例如，1,2,3,4,5,6,7 如果右移动15次的话，是 7 1 2 3 4 5 6 。

所以其实就是右移 k % nums.size() 次，即：15 % 7 = 1

C++代码如下：

class Solution {
public:
    void rotate(vector<int>& nums, int k) {
        k = k % nums.size();
        reverse(nums.begin(), nums.end());
        reverse(nums.begin(), nums.begin() + k);
        reverse(nums.begin() + k, nums.end());

    }
};

其他语言版本

Java

class Solution {
    private void reverse(int[] nums, int start, int end) {
        for (int i = start, j = end; i < j; i++, j--) {
            int temp = nums[j];
            nums[j] = nums[i];
            nums[i] = temp;
        }
    }
    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);
    }
}

Python

方法一：局部翻转 + 整体翻转

class Solution:
    def rotate(self, A: List[int], k: int) -> None:
        def reverse(i, j):
            while i < j:
                A[i], A[j] = A[j], A[i]
                i += 1
                j -= 1
        n = len(A)
        k %= n
        reverse(0, n - 1)
        reverse(0, k - 1)
        reverse(k, n - 1)

方法二：利用余数

class Solution:
    def rotate(self, nums: List[int], k: int) -> None:
        copy = nums[:]

        for i in range(len(nums)):
            nums[(i + k) % len(nums)] = copy[i]
        
        return nums

        # 备注：这个方法会导致空间复杂度变成 O(n) 因为我们要创建一个 copy 数组。但是不失为一种思路。

Go

func rotate(nums []int, k int)  {
    l:=len(nums)
    index:=l-k%l
    reverse(nums)
    reverse(nums[:l-index])
    reverse(nums[l-index:])
}
func reverse(nums []int){
    l:=len(nums)
    for i:=0;i<l/2;i++{
        nums[i],nums[l-1-i]=nums[l-1-i],nums[i]
    }
}

JavaScript

var rotate = function (nums, k) {
  function reverse(nums, i, j) {
    while (i < j) {
      [nums[i],nums[j]] = [nums[j],nums[i]]; // 解构赋值
      i++;
      j--;
    }
  }
  let n = nums.length;
  k %= n;
  if (k) {
    reverse(nums, 0, n - 1);
    reverse(nums, 0, k - 1);
    reverse(nums, k, n - 1);
  }
};

TypeScript

function rotate(nums: number[], k: number): void {
    const length: number = nums.length;
    k %= length;
    reverseByRange(nums, 0, length - 1);
    reverseByRange(nums, 0, k - 1);
    reverseByRange(nums, k, length - 1);
};
function reverseByRange(nums: number[], left: number, right: number): void {
    while (left < right) {
        const temp = nums[left];
        nums[left] = nums[right];
        nums[right] = temp;
        left++;
        right--;
    }
}

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