编写一个函数 rotate(ar[], d, n) ,将大小为 n 的数组 arr[] 旋转 d 个元素。
将上述数组旋转2个元素,将生成数组:
输入 arr[] = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7], d = 2, n =7
时间复杂度: O(n)
空间复杂度: O(d)
leftRotate(arr[], d, n)
start
For i = 0 to i < d
Left rotate all elements of arr[] by one
end
要旋转1个元素,需要将 arr[0] 存储在临时变量 temp 中,将 arr[1] 移动到 arr[0],将 arr[2] 移动到 arr[1] …最后将 temp 移动到 arr[n-1]。
让我们使用同一示例 arr[] = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7],d = 2,旋转 arr[] 2次。
第一次旋转之后,我们得到 [2, 3, 4, 5, 6, 7, 1],第二次旋转之后,我们得到 [ 3, 4, 5, 6, 7, 1, 2]。以下是上述方法的C语言实现(Java/PHP/Python等语言的实现请见原文):
// C program to rotate an array by
// d elements
#include <stdio.h>
/* Function to left Rotate arr[] of size n by 1*/
void leftRotatebyOne(int arr[], int n);
/*Function to left rotate arr[] of size n by d*/
void leftRotate(int arr[], int d, int n)
{
int i;
for (i = 0; i < d; i++)
leftRotatebyOne(arr, n);
}
void leftRotatebyOne(int arr[], int n)
{
int temp = arr[0], i;
for (i = 0; i < n - 1; i++)
arr[i] = arr[i + 1];
arr[n-1] = temp;
}
/* utility function to print an array */
void printArray(int arr[], int n)
{
int i;
for (i = 0; i < n; i++)
printf("%d ", arr[i]);
}
/* Driver program to test above functions */
int main()
{
int arr[] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 };
leftRotate(arr, 2, 7);
printArray(arr, 7);
return 0;
}
输出:
3 4 5 6 7 1 2
时间复杂度: O(n * d)
空间复杂度: O(1)
这是方法 2 的扩展。不是逐个移动,而是将数组分成不同的集合并移动集合内的元素,其中集合的数量等于 n 和 d 的最大公约数。
如果最大公约数为 1,如上面的示例数组(n = 7 和 d =2),则元素将仅在一组内移动,我们只需将arr[0] 存储到temp:temp = arr[0] ,然后继续移动 arr[I+d] 到 arr[I],并最终将 temp 存储在正确的位置。
以 n = 12 和 d = 3 为例,arr[] 为 {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12},因为最大公约数为 3,所以 arr[] 分为3组,分别是{1,4,7,10} {2,5,8,11} {3,6,9,12}。
a) 元素首先在第一组中移动(见下文这个动作的图表,移动数组 arr[] 中的元素 1、4、7、10,元素1移动到元素10的位置,元素4移动到元素1的位置,元素7移动到元素4的位置,元素10移动到元素7的位置)
此步骤后的 arr[] --> {4 2 3 7 5 6 10 8 9 1 11 12}
b) 然后移动第二组。
此步骤后的 arr[] --> {4 5 3 7 8 6 10 11 9 1 2 12}
c) 最后移动第三组。
此步骤后的 arr[] --> {4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3}
以下是上述方法的C语言实现(Java/PHP/Python等语言的实现请见原文):
// C program to rotate an array by
// d elements
#include <stdio.h>
/* function to print an array */
void printArray(int arr[], int size);
/*Function to get gcd of a and b*/
int gcd(int a, int b);
/*Function to left rotate arr[] of siz n by d*/
void leftRotate(int arr[], int d, int n)
{
int i, j, k, temp;
/* To handle if d >= n */
d = d % n;
int g_c_d = gcd(d, n);
for (i = 0; i < g_c_d; i++) {
/* move i-th values of blocks */
temp = arr[i];
j = i;
while (1) {
k = j + d;
if (k >= n)
k = k - n;
if (k == i)
break;
arr[j] = arr[k];
j = k;
}
arr[j] = temp;
}
}
/*UTILITY FUNCTIONS*/
/* function to print an array */
void printArray(int arr[], int n)
{
int i;
for (i = 0; i < n; i++)
printf("%d ", arr[i]);
}
/*Function to get gcd of a and b*/
int gcd(int a, int b)
{
if (b == 0)
return a;
else
return gcd(b, a % b);
}
/* Driver program to test above functions */
int main()
{
int arr[] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 };
leftRotate(arr, 2, 7);
printArray(arr, 7);
getchar();
return 0;
}
输出:
3 4 5 6 7 1 2
时间复杂度: O(n)
空间复杂度: O(1)
有关数组旋转的其他方法,请参阅以下帖子:
Block swap algorithm for array rotation 数组旋转的块交换算法
Reversal algorithm for array rotation 数组旋转的反转算法
[1] GeeksforGeeks. (2021, Nov 9). Program for array rotation, from geeksforgeeks.org: https://www.geeksforgeeks.org/array-rotation/
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原文链接 : https://blog.csdn.net/zsx0728/article/details/123869055
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