题目描述:求一个一维数组向右旋转K个位置后的结果。比如,一维数组{1, 2, 3, 4, 5},当k = 2时,求得的结果为{4, 5, 1, 2, 3}。要求常数级空间复杂度,允许修改原有数组。

 

一、使用额外的空间(在不要求常数级空间复杂度的情况下)

这样很简单,使用一个额外的空间,保存原有数组的元素,然后可以错位复制原有数组

元素,即可达到题目的要求。比如数组{1, 2, 3, 4, 5},当k = 2时,先将4,5复制到结果数组,然后将1,2,3复制到结果数组的后面部分。

 

//使用额外空间进行数组旋转
void RotateArrayK_Ext( int nArray[], int nCount, int k )
{
if ( nArray == NULL || nCount <= 0 || k < 0 || k > nCount ) return;

int* pArrayTemp = new int[nCount];
if ( NULL == pArrayTemp ) return;

//备份数据
for ( int i = 0; i < nCount; ++i )
{
pArrayTemp[i] = nArray[i];
}

//进行错位复制
int i = 0;
for ( i = 0; i < k; ++i )
{
nArray[i] = pArrayTemp[nCount-k+i];
}

for ( int j = 0; i < nCount; ++i )
{
nArray[i] = pArrayTemp[j++];
}
}


 

函数RotateArrayK_Ext的空间复杂度为O(n),时间复杂度也为O(n),显然,在空间复杂度这一块是不符合题目要求的。

 

二、常数级空间复杂度且允许修改原有数组

在此要求下,我们可以对数组进行三次反转,从而求得结果。三次反转数组:第一次反转整个数组;第二次反转数组前K个数;第三次反转剩下的数。例如:

一维数组{1, 2, 3, 4, 5},k = 2

第一次反转:5,4,3,2,1

第二次反转:4,5,3,2,1

第三次反转:4,5,1,2,3

 

程序代码如下:

//反转数组
bool ReverseArray( int nArray[], int nCount, int nStart, int nEnd )
{
if ( nArray == NULL || nCount <= 0 ) return false;
if ( nStart < 0 || nStart >= nCount ) return false;
if ( nEnd < 0 || nEnd >= nCount ) return false;


while( nStart < nEnd )
{
int nTemp = nArray[nStart];
nArray[nStart] = nArray[nEnd];
nArray[nEnd] = nTemp;

++nStart;
--nEnd;
}

return true;
}


//对数组实施三次反转来进行数组的旋转
void RotateArrayK( int nArray[], int nCount, int k )
{
if ( nArray == NULL || nCount <= 0 || k < 0 || k > nCount ) return;

//反转整个数组
ReverseArray( nArray, nCount, 0, nCount - 1 );

//反转前K个数
ReverseArray( nArray, nCount, 0, k - 1 );

//反转剩下的数
ReverseArray( nArray, nCount, k, nCount - 1 );


}



此算法拥有常数级的空间复杂度,因为算法里执行了三次反转数组,反转数组都是在线性时间里完成的,所以此算法的时间复杂度为O(n)。



系列文章说明:
1.本系列文章[算法练习],仅仅是本人学习过程的一个记录以及自我激励,没有什么说教的意思。如果能给读者带来些许知识及感悟,那是我的荣幸。
2.本系列文章是本人学习陈东锋老师《进军硅谷,程序员面试揭秘》一书而写的一些心得体会,文章大多数观点均来自此书,特此说明!
3.文章之中,难免有诸多的错误与不足,欢迎读者批评指正,谢谢.

作者:山丘儿