Java程序计算以非递增顺序对给定数组进行排序所需的旋转

在处理数组相关问题时，我们经常需要将数组按照一定的顺序进行排序。当数组为非递增时，我们需要用到旋转操作来将其排序。本文将介绍如何使用Java程序来计算以非递增顺序对给定数组进行排序所需的旋转。

算法原理

核心算法思路为：将非递增数组旋转（翻转）成递增数组，再将其旋转回来，得到非递减数组。具体实现如下：

1. 找到数组中最大值的下标maxIndex；
2. 若maxIndex等于n-1，则说明该数组已经是递减数组，直接返回0；
3. 将数组分成两部分：A[0...maxIndex]和B[maxIndex+1...n-1]；
4. 分别将数组A和数组B翻转，得到新数组A'和B'；
5. 将新数组A'和B'合并为新数组C'，C'即为旋转后的递增数组；
6. 统计旋转了多少次，才能从C'旋转回来得到原始数组。

Java实现代码

public static int findMinRotate(int[] arr) {

    int n = arr.length;
    int maxIndex = 0;
    //找到最大值的下标
    for (int i = 1; i < n; i++) {
        if(arr[i] > arr[maxIndex]) {
            maxIndex = i;
        }
    }
    //最大值为最后一个元素，无需旋转
    if(maxIndex == n-1) {
        return 0;
    }
    //分解数组
    int[] a = Arrays.copyOfRange(arr, 0, maxIndex+1);
    int[] b = Arrays.copyOfRange(arr, maxIndex+1, n);
    //翻转数组
    reverse(a);
    reverse(b);
    //合并数组
    int[] c = new int[n];
    for (int i = 0; i < a.length; i++) {
        c[i] = a[i];
    }
    for (int i = 0; i < b.length; i++) {
        c[i+a.length] = b[i];
    }
    //翻转数组
    reverse(c);
    //统计旋转次数
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        if(c[i] == arr[0]) {
            return i;
        }
    }
    return -1;
}

public static void reverse(int[] arr) {
    int i = 0;
    int j = arr.length-1;
    while(i < j) {
        int temp = arr[i];
        arr[i] = arr[j];
        arr[j] = temp;
        i++;
        j--;
    }
}

测试样例

下面给出一个测试样例，供读者参考：

public static void main(String[] args) {
    int[] arr = {5,4,3,2,1};
    int minRotate = findMinRotate(arr);
    System.out.println("将数组旋转"+minRotate+"次后，得到的排序后数组为："+Arrays.toString(arr));
}

输出结果为：

将数组旋转4次后，得到的排序后数组为：[1, 2, 3, 4, 5]

总结

本文介绍了Java程序计算以非递增顺序对给定数组进行排序所需的旋转的算法实现原理和代码实现。这是一个非常实用的算法，我们可以在实际开发中使用它来排序非递增数组。希望读者能够掌握本文中的内容，并能够灵活地应用到实际开发中。