看了编程珠玑第二章,这里面讲了三道题目,这里说一下第二题,一维向量旋转算法。
题目:将一个n元一维向量(例数组)向左旋转i个位置。
解决方法:书上讲解了5种方法,自己只想起来2种最简单方法(下面讲的前两种)。
1.原始方法。
从左向右依次移动一位,对所有数据平移;这样循环i次,算法最坏时间复杂度达n^2.耗时不推荐。
2.空间换时间。
顾名思义,申请一个i长度的空间,把前i半部分放到申请空间中,再把后面的所有数据向左移动i个位置,最后把申请的空间中的数据放到后半部分。浪费空间,不推荐。
3.杂技算法(编程珠玑叫的,另叫求模置换法)
我们知道第一种方法,每次向左旋转一个位置(其时间正比于n),总共需要旋转i次。这个方案会消耗过多的运行时间。而求模置换的方法则是尽量让每个数一次移动到位。总体的思想是:以i为除数对n求模,将向量遍历完并一次移动到位。
另编程珠玑讲解:移动x[0]到临时变量t,然后移动x[i]到x[0],x[2i]到x[i],依次类推,直到取到x[0](其中下标都对长度n取模);然后依次对x[1]...x[i-1]执行上面操作。
此算法技巧性比较强,一般不大好想,代码稍微复杂,也不推荐。
另书上有代码参考,c++形式如下:
1 //求公约数的代码,欧几里得算法 2 unsigned int Gcd(unsigned int a, unsigned int b) 3 { 4 unsigned int temp; 5 while (b != 0) 6 { 7 temp = a % b; 8 a = b; 9 b = temp; 10 } 11 12 return a; 13 } 14 //对数组array[n]向左旋转rotdisk个位置 15 void zcxShift(int array[], int n, int rotdist) 16 { 17 unsigned int gcd = Gcd(n, rotdist); 18 19 for (int i = 0; i < gcd; i ++) 20 { 21 int temp = array[i]; 22 int j = i; 23 int k; 24 while(1) 25 { 26 int k = j + rotdist; 27 if (k >= n) 28 { 29 k -= n; 30 } 31 32 if (k == i) 33 { 34 break; 35 } 36 37 array[j] = array[k]; 38 j = k; 39 } 40 array[j] = temp; 41 } 42 43 }
4.分段递归交换算法
书上介绍:旋转向量x其实就是交换向量ab的两段,得到ba(a代表x中的前i个元素)。假设a比b短,将b分为b1和b2两段,使b2有跟a相同的长度,然后交换a和b2,也就是ab1b2交换得到b2b1a,a的位置已经是最终的位置,现在的问题集中到交换b2b1这两段,又回到了原来的问题。不断递归下去,到b1和b2的长度长度相等交换即可。
书后答案有参考代码,c++描述如下:
1 //交换操作,如下所示 2 //swap x[a .. a+offset-1] and x[b .. b+offset-1] 3 void swap(int array[], int a, int b, int offset) 4 { 5 int temp; 6 for (int i = 0; i < offset; i++) 7 { 8 temp = array[a + i]; 9 array[a + i] = array[b + i]; 10 array[b + i] = temp; 11 } 12 } 13 14 //交换主要代码 15 void swapShift(int *array, int n, int rotdist) 16 { 17 int p = rotdist; 18 int i = p; 19 int j = n - p; 20 21 while (i != j) 22 { 23 if (i > j) 24 { 25 swap(array, p - i, p, j); 26 i -=j; 27 } 28 else 29 { 30 swap(array, p - i, p + j - i, i); 31 j -= i; 32 } 33 } 34 swap(array, p - i, p, i); 35 }
5.翻手法(也叫求逆法)【推荐算法】
思路很简单,把x向量分成ab两部分,a是前i个元素,b是后n-i个元素,首先对a求逆,然后对b求逆,然后对整体求逆得到ba。
同样,c++代码如下:
1 //求逆函数 2 void reverse(int array[], int low, int high) 3 { 4 int temp = 0; 5 for(int i = low; i <= (high + low) / 2; i++) 6 { 7 temp = array[i]; 8 array[i] = array[high - (i - low)]; 9 array[high - (i - low)] = temp; 10 } 11 } 12 //整个求逆法代码 13 void reverseShift(int *array, int n, int rotdist) 14 { 15 reverse(array, 0, rotdist - 1); 16 reverse(array, rotdist, n - 1); 17 reverse(array, 0, n - 1); 18 }
算法5,简单明了,翻手算法代码非常简短,非常容易理解,而且针对字符串的求逆也不用自己写函数,在时间和空间上都很高效。再次推荐算法5。
另书后第五题,abc向量之翻转ac,思路同5,此处不再赘述!
一维向量旋转算法 编程珠玑 第二章,布布扣,bubuko.com