用 Python 巧妙旋转数组：三种方法大比拼

2024-02-18 01:30:24

LeetCode 189. 旋转数组（Python）

作为一名优秀的 Python 编码者，你一定遇到过需要旋转数组的情况。旋转数组是指将数组中的元素向左或向右移动一定数量的单位，从而产生一个新的数组。

LeetCode 189 就是一道经典的旋转数组题目，它要求你将一个给定的数组向右旋转 k 个单位。乍一看，这似乎是一个复杂的任务，但别担心，我们将逐步分解问题，让你轻松掌握三种旋转数组的 Python 方法。

方法一：巧用切片实现数组旋转

第一种方法简单直接，利用 Python 切片操作符来实现数组的旋转。这种方法的思路是：将数组的前 k 个元素切片出来，并将其添加到数组的末尾，这样就实现了数组向右旋转 k 个单位。

def rotate_array(nums, k):
    # 将数组的前 k 个元素切片出来
    kth_elements = nums[:k]

    # 将数组的前 k 个元素添加到数组的末尾
    nums[k:] = kth_elements

    # 返回旋转后的数组
    return nums

方法二：借助循环巧妙旋转数组

第二种方法使用循环来实现数组的旋转。这种方法的思路是：逐个元素地将数组中的元素向右移动 k 个单位，直到所有元素都移动到位。

def rotate_array(nums, k):
    # 循环移动数组中的元素
    for i in range(k):
        # 将数组的最后一个元素保存起来
        last_element = nums[-1]

        # 将数组中的所有元素向右移动一个单位
        for j in range(len(nums) - 1, 0, -1):
            nums[j] = nums[j - 1]

        # 将保存的最后一个元素添加到数组的开头
        nums[0] = last_element

    # 返回旋转后的数组
    return nums

方法三：巧妙利用 Python 内置函数实现数组旋转

第三种方法利用 Python 内置的 collections.deque 类来实现数组的旋转。collections.deque 类是一种双端队列，它支持在队列的两端进行元素的插入和删除操作。

from collections import deque

def rotate_array(nums, k):
    # 将数组转换为双端队列
    nums_deque = deque(nums)

    # 将双端队列向右旋转 k 个单位
    nums_deque.rotate(k)

    # 将双端队列转换回数组
    nums = list(nums_deque)

    # 返回旋转后的数组
    return nums