LeetCode189——Rotate Array

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Rotate an array of n elements to the right by k steps.

For example, with n = 7 and k = 3, the array [1,2,3,4,5,6,7] is rotated to [5,6,7,1,2,3,4].

Note:
Try to come up as many solutions as you can, there are at least 3 different ways to solve this problem.

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拿到题目第一印象就是每次右移一个位置，按次数k进行k次循环。

代码一：

public class test1 {
    public static void rotate(int[] nums, int k) {
        for (int i = 0; i < k; i++)
            rotateOneStep(nums);
    }

    public static void rotateOneStep(int[] nums) {
        int tmp = nums[nums.length - 1];
        for (int i = nums.length - 1; i > 0; i--) {
            nums[i] = nums[i - 1];
        }
        nums[0] = tmp;
    }

    public static void main(String[] args) {
        int[] array = new int[] { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 };
        rotate(array, 3);
        for(int i = 0; i < array.length;i++)
            System.out.println(array[i]);
    }
}

测试了下运行OK，但问题是效率不高，复杂度为O(k*n)，提交上去显示Time Limit Exceeded。但是实现了空间复杂度是O(1)。

第二种方法就是扩容，在原数组后面复制一遍，之后截取。这里一个问题就是会额外占用许多空间。（另一个类似的方法是直接从第k个节点复制给新建数组）算法复杂度都为O(n)

代码二：

public class test1 {
    public static void rotate(int[] nums, int k) {
        k = k % nums.length;
        int[] temp = new int[nums.length * 2];
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            temp[i] = nums[i];
            temp[i + nums.length] = nums[i];
        }
        int res = nums.length - k;
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            nums[i] = temp[res];
            res++;
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        int[] array = new int[] { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 };
        rotate(array, 3);
        for(int i = 0; i < array.length; i++ )
            System.out.println(array[i]);
    }
}

代码三：

public class test1 {
    public static void rotate(int[] nums, int k) {
        int[] copyNums = new int[nums.length];
        for( int i = 0 ; i < nums.length ; i++ )
            copyNums[( i + k ) % nums.length] = nums[i];
        for(int i = 0; i < copyNums.length; i++ ){
            nums[i] = copyNums[i];
            System.out.println(nums[i]);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        int[] array = new int[] { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 ,8};
        rotate(array, 3);        
    }
}

第三种思路更清晰，效率更高，跟字符串自由旋转一样的操作，采用三次翻转法。第一次翻转前n-k个，第二次翻转后k个，第三次翻转全部。该方法在n足够大时，效率最好。时间复杂度O（n），空间O（1）（需要判定k的值）

代码四：

public class test1 {
    public static void rotate(int[] nums, int k) {
        k = k % nums.length;
        reverse(nums, 0, nums.length - k - 1);
        reverse(nums, nums.length - k, nums.length - 1);
        reverse(nums, 0, nums.length - 1);
    }

    private static int[] reverse(int[] array, int begin, int end) {
        int temp;
        for (; begin < end; begin++, end--) {
            temp = array[begin];
            array[begin] = array[end];
            array[end] = temp;
        }
        return array;
    }

    public static void main(String[] args) {
        int[] array = new int[] { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 };
        rotate(array, 3);
        for (int i = 0; i < array.length; i++)
            System.out.println(array[i]);
    }
}

2015-04-16