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leetcode explore 初级算法第三题，旋转数组代码实现

标签：

Python

leetcode explore 初级算法第三题，旋转数组代码实现。原题链接：

https://leetcode-cn.com/explore/featured/card/top-interview-questions-easy/1/array/23/

题目分析

因为题目不是很长，这里把题目贴出来：

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。

示例 1:

输入: [1,2,3,4,5,6,7] 和 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: [-1,-100,3,99] 和 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]
说明:

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。
要求使用空间复杂度为 O(1) 的 原地 算法。

题目意思很简单，就是将数组往后移动 k 个位置，超出数组长度的从头开始计算。如果只是这个要求，题目特别简单，新开一个数组，然后将原数组移动 k 保留到对应位置即可。而题目的难点在于需要“原地”移动，空间复杂度为 O(1)，即不能新创建数组。

参考答案

首先分析题意，很容易想出移动位置公式：

target_pos = (pos + k) % nums_len

剩下的就是解决“原地”的问题，很容易想到一种思路，就是移动后，从移动后的位置再接着去移动，同时保留原来位置的数据。这样只需要一个临时变量去保存被替换的变量即可。但中间有一些坑，比如：有些数据移动 k 个会形成一个循环，比如 [-1,-100,3,99] 和 k = 2，-1 到 3， 3 又回到 -1，-1 又到 3。如何解决这些循环问题是关键。

我的参考代码如下：

'''
@Author: demon
@Date: 2019-10-28 11:16:44
@LastEditors: demon
@LastEditTime: 2019-10-28 18:37:12
@Description: https://leetcode-cn.com/explore/featured/card/top-interview-questions-easy/1/array/23/ 旋转数组
'''


class Solution(object):
    def rotate(self, nums, k):
        """
        :type nums: List[int]
        :type k: int
        :rtype: None Do not return anything, modify nums in-place instead.
        """
        if not nums:
            return

        start_pos = 0
        move_count = 0
        nlen = len(nums)

        
        for i in range(0, nlen):
            if move_count == nlen:
                break
            pos = i
            move_num = nums[pos]
            while True:
                target_pos = (pos + k) % nlen
                tmp = nums[target_pos]
                nums[target_pos] = move_num
                move_count += 1
                if target_pos == i or move_count == nlen:
                    break

                pos = target_pos
                move_num = tmp


if __name__ == "__main__":
    s = Solution()
    nums = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7] 
    s.rotate(nums, k=3)
    print(nums)  # [5, 6, 7, 1, 2, 3, 4]

    nums = [-1, -100, 3, 99]
    s.rotate(nums, k=2)
    print(nums)  # [3, 99, -1, -100]

    nums = [-1, -100, 3, 99]
    s.rotate(nums, k=4)
    print(nums)  # [-1, -100, 3, 99]

    nums = [-1]
    s.rotate(nums, k=4)
    print(nums)  # [-1]

    nums = [-1]
    s.rotate(nums, k=0)
    print(nums)  # [-1]

    nums = [1, 2, 3, 4, 5, 6]
    s.rotate(nums, k=3)
    print(nums)  # [4, 5, 6, 1, 2, 3]

    nums = [1, 2, 3, 4, 5, 6]
    s.rotate(nums, k=2)
    print(nums)  # [5, 6, 1, 2, 3, 4]