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反转数组

本文将使用两种方式讲述如何高效反转一个数组，同样的算法和概念也适用于字符串的反转。
什么？你说使用一个reverse函数不就实现了，来人，把这人叉出去🤧。

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1、倒序压栈

倒序压栈：通过从后面遍历数组再进行压栈，实现数组反转。
这个方法简单易懂，但时间和空间复杂度都是O(n)

const arr = [9,8,7,6,5,4,3,2,1,0]

// 单指针倒序压栈实现
const reversal = (arr) => {
  const newArr = []
  for (let i = arr.length - 1; i >= 0; i--) {
    newArr.push(arr[i])
  }
  return newArr
}

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2、双指针反转

双指针反转：通过首尾交换来实现数组反转。
时间复杂度是O(n)，因为没有用到一个新数组来存储，空间复杂度是O(1)。
这里如果是小的数值，可以采用以下方法交换，如果数值较大或者可能是对象，则需要一个临时变量实现交换。

const reversal2 = (arr) => {
  for (let i = 0, mid = Math.floor(arr.length / 2); i < mid; i++) {
    const lastIndex = arr.length - i - 1
    arr[i] += arr[lastIndex]   // 如果数字较大，两者加法可能出现溢出的风险，可以采用临时变量来赋值交换。
    arr[lastIndex] = arr[i] - arr[lastIndex]
    arr[i] = arr[i] - arr[lastIndex]
  }
}

// 细心的同学会发现，上面函数有一个问题，就是改变了原数组，那么我们怎么才能做到不改变原数组同时反转呢？
const reversal2 = (arr) => {
  arr = [...arr]  // 浅拷贝元素
  for (let i = 0, mid = Math.floor(arr.length / 2); i < mid; i++) {
    const lastIndex = arr.length - i - 1
    arr[i] += arr[lastIndex]
    arr[lastIndex] = arr[i] - arr[lastIndex]
    arr[i] = arr[i] - arr[lastIndex]
  }
  return arr
}

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3、总结

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时间复杂度与空间复杂度对比

• 时间复杂度：两个方法的时间复杂度都是 (O(n))，所以在时间上是相同的。
• 空间复杂度：
  • 双指针逆序 是原地算法，不需要额外的空间，因此空间复杂度为 (O(1))。
  • 单指针倒序压栈 需要使用栈来存储所有元素，因此空间复杂度为 (O(n))，这比双指针方法消耗更多的内存。

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哪个更好？

• 双指针逆序 的空间复杂度明显更好，因为它是原地操作，不需要额外的存储空间。因此，双指针逆序通常是更优的选择，尤其在需要处理大量数据时，能够减少内存消耗。
• 单指针倒序压栈 虽然时间复杂度相同，但它的额外栈空间使得它不适合内存有限的环境或大规模数据操作。

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结论

从效率和资源消耗的角度来看，双指针逆序是更好的方法。