Leetcode-轮转数字

news2025/1/13 19:41:03

189. 轮转数组 - 力扣（LeetCode）https://leetcode.cn/problems/rotate-array/

题目

解题

第一种方法

第二种方法

题目

给定一个整数数组 nums，将数组中的元素向右轮转 k 个位置，其中 k 是非负数。

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:
向右轮转 1 步: [7,1,2,3,4,5,6]
向右轮转 2 步: [6,7,1,2,3,4,5]
向右轮转 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: 
向右轮转 1 步: [99,-1,-100,3]
向右轮转 2 步: [3,99,-1,-100]

提示：

1 <= nums.length <= 105
-231 <= nums[i] <= 231 - 1
0 <= k <= 105

解题

第一种方法

// 定义一个辅助函数 Reverse，用于将数组 nums 中指定范围 [left, right] 内的元素逆序
void Reverse(int* nums, int left, int right) {
    // 使用双指针 left 和 right 分别指向待逆序区间的首尾元素
    while (left < right) { // 当 left 未超过 right 时，继续交换元素
        // 临时保存 left 指向的元素值
        int tmp = nums[left];
        // 将 right 指向的元素值赋给 left，完成一次交换
        nums[left] = nums[right];
        // 将临时保存的值赋给 right，完成另一次交换
        nums[right] = tmp;
        // 左指针向右移动一位，右指针向左移动一位，准备下一轮交换
        left++;
        right--;
    }
}

// 主要函数 rotate，用于将数组 nums 顺时针旋转 k 步
void rotate(int* nums, int numsSize, int k) {
    // 对旋转步数 k 取模 numsSize，确保 k 有效（0 <= k < numsSize），避免重复旋转
    k %= numsSize;

    // 采用“三段逆置”策略：
    // （1）逆置前半部分（左段）：从第一个元素到倒数第 k + 1 个元素（不含）
    Reverse(nums, 0, numsSize - k - 1);

    // （2）逆置后半部分（右段）：从第 k + 1 个元素到最后一个元素
    Reverse(nums, numsSize - k, numsSize - 1);

    // （3）整体逆置整个数组，由于前两步已经分别逆置了左右两段，此时逆置整个数组相当于将左右两段正确拼接
    Reverse(nums, 0, numsSize - 1);
}

第二种方法

// 定义一个名为fun的函数，接收以下参数：
// 1. int* nums：一个整型指针，指向待旋转数组的起始位置
// 2. int numsSize：整型变量，表示数组的元素数量
// 3. int k：整型变量，表示需要向右旋转的位数
// 4. int* arr1：一个整型指针，用于存储旋转过程中的临时结果

void fun(int* nums, int numsSize, int k, int* arr1) {
    // 对k取模以确保有效旋转次数（避免多次循环）
    k %= numsSize;

    // 使用memcpy函数将原数组中最后k个元素复制到arr1的前k个位置
    memcpy(arr1, nums + numsSize - k, k * sizeof(int));

    // 使用memcpy函数将原数组中剩余的元素（即前numsSize - k个元素）复制到arr1的k个位置之后
    memcpy(arr1 + k, nums, (numsSize - k) * sizeof(int)); // 总个数减去上一步的数就是剩下没拷贝的

    // 最后，使用memcpy函数将已逆序排列的arr1复制回原数组nums
    memcpy(nums, arr1, numsSize * sizeof(int)); // 再将我们逆置后的数拷贝到原来的数组
}

// 定义一个名为rotate的函数，对外提供接口，接收以下参数：
// 1. int* nums：一个整型指针，指向待旋转数组的起始位置
// 2. int numsSize：整型变量，表示数组的元素数量
// 3. int k：整型变量，表示需要向右旋转的位数

void rotate(int* nums, int numsSize, int k) {
    // 动态分配内存，为临时数组arr1分配与原数组相同大小的空间
    int* arr1 = (int*)malloc(numsSize * sizeof(int));

    // 检查内存分配是否成功，若失败则返回
    if (arr1 == NULL) {
        return;
    }

    // 调用fun函数进行实际的数组旋转操作
    fun(nums, numsSize, k, arr1);

    // 释放临时数组arr1所占用的内存，避免内存泄漏
    free(arr1);
}