旋转算法出自《编程珠玑》第二章题目。


《编程珠玑》一书对算法是极度推崇,这点意识在我们看书的时候每每都有被灌输。使用一种好的算法往往能使得程序更加漂亮,也很能带给我们程序员某种满足感。


题目:将一个n元一维数组a[n]左移i个位置。例如,当n=8,i=3时,数组abcdefgh旋转为defghabc。请设计一个算法完成这个任务。


1. 块交换法

分析:将n元一维数组a[n]分解为两块,将第一块存储在临时数组中,将第二块前移i个单位,再将临时数组加入到第二块后面。


如:n=8,i=3时,将第一块abc存储为临时变量,第二块defgh前移3个单位,再将abc放入到defgh后面。


思考:这种方法最大的缺陷至少需要与两块中较小的一块大小的临时变量。


2.杂技算法

分析:将a[0]存储在一个临时变量中,然后将a[i]替换a[0],a[2i]替换a[i]….当一个循环结束的时候,若替换次数小于n,则从a[1]开始替换…,需要经过gcd(n,i)(n和i的最大公约数)次循环后,才能把每一个元素都移到该移的地方。


下面是代码实现:



编程珠玑--旋转算法_编程珠玑编程珠玑--旋转算法_一维数组_02代码

#include<iostream>
using namespace std;
//求最大公约数
//辗转相除法
int gcd(int a, int b)
{
while( a!= 0)
{
if(a>=b) a-=b;
else
{
int t=a;
a=b;
b=t;
}
}
return b;
}
//杂技算法
void Rotate1(char* a,int lenth,int rotateLen)
{
int gcdNum = gcd(lenth,rotateLen);
for(int i=0; i<gcdNum; i++)
{
int temp = a[i];
int first = i;
while(1)
{
int second = (first+rotateLen)% lenth;
if(second == i) break;
a[first] = a[second];
first = second;
}
a[first] = temp;
}
}
int main()
{
char a[9] = "abcdefgh";
Rotate1(a,8,3);
}






3. 求逆算法

分析:将a[n]看做是向量BC组成,最终的结果需要时CB,过程如下:将BC各分别取逆B^-1C^-1,再对整个式子取逆,得到CB。


举例:将abcdefgh中的abc看做向量B,defgh看做向量C。


下面是代码实现:


编程珠玑--旋转算法_编程珠玑编程珠玑--旋转算法_一维数组_02代码

#include<iostream>
using namespace std;
void Revert(char* str,int start,int end)
{
while(start<end)
{
char temp = str[start];
str[start] = str[end];
str[end] = temp;
start++;
end--;
}
}
void Rotate1(char* a,int start,int end)
{
Revert(a,0,2);
Revert(a,3,7);
Revert(a,0,7);
}
int main()
{
char a[9] = "abcdefgh";
Rotate1(a,0,7);
}




思考题:写一个算法实现字符串反转,将abc.sina.com反转为com.sina.abc。


分析:使用求逆算法,将abc,sina,com作为子串进行反转,再将整个字符串进行反转



作者:yjf512(轩脉刃)

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