📜  Java程序在K左旋转后查找数组的第M个元素(1)

📅  最后修改于: 2023-12-03 15:16:37.564000             🧑  作者: Mango

Java程序在K左旋转后查找数组的第M个元素

在这个题目中,我们需要对一个长度为n的数组进行k次左旋转操作,并在结果中查找第m个元素。这种类型的题目可能需要一些仔细的思考,但是如果我们采用合适的算法和数据结构,那么就可以轻松地解决这个问题。

解题思路

首先,我们需要实现一个函数来对数组进行k次左旋转操作。这个函数的实现方式非常简单:我们可以先将前k个元素翻转,再将后面的n-k个元素翻转,最后将整个数组翻转一次即可。这种翻转的方法可以很容易地通过双指针来实现。

接下来,我们需要实现一个函数来快速查找旋转后数组中的第m个元素。为了实现这个函数,我们可以采用二分搜索算法。具体来说,我们可以先设定左右指针left和right,它们分别指向旋转后的数组中第一个元素和最后一个元素。然后,我们在循环中不断地折半查找位置mid。如果mid指向的位置小于m,则让left指针向右移动,否则让right指针向左移动,并将mid指向的值和目标值m进行比较。如果找到了目标值,那么我们可以直接返回它。

代码实现

接下来是这个问题的具体代码实现,我们首先来实现旋转操作:

public static void rotate(int[] arr, int k) {
    if (arr == null || arr.length == 0 || k == 0) {
        return;
    }
    k %= arr.length;
    reverse(arr, 0, k - 1);
    reverse(arr, k, arr.length - 1);
    reverse(arr, 0, arr.length - 1);
}

private static void reverse(int[] arr, int left, int right) {
    while (left < right) {
        int temp = arr[left];
        arr[left] = arr[right];
        arr[right] = temp;
        left++;
        right--;
    }
}

然后,我们来实现查找操作:

public static int findKthElement(int[] arr, int k, int m) {
    if (arr == null || arr.length == 0 || k == 0 || m > arr.length) {
        return -1;
    }
    int left = 0, right = arr.length - 1;
    while (left <= right) {
        int mid = left + (right - left) / 2;
        int index = (mid + k) % arr.length;
        if (index == m - 1) {
            return arr[index];
        } else if (index < m - 1) {
            left = mid + 1;
        } else {
            right = mid - 1;
        }
    }
    return -1;
}
测试样例

最后,我们来看一下如何使用上面的函数:

public static void main(String[] args) {
    int[] arr1 = {1, 2, 3, 4, 5, 6};
    rotate(arr1, 2);
    //旋转后数组为{3, 4, 5, 6, 1, 2}
    assert findKthElement(arr1, 2, 4) == 6;
    
    int[] arr2 = {9, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8};
    rotate(arr2, 4);
    //旋转后数组为{3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0, 1, 2}
    assert findKthElement(arr2, 4, 5) == 8;
    
    int[] arr3 = {5, 6, 7, 8, 1, 2, 3, 4};
    assert findKthElement(arr3, 4, 6) == 3;
}

以上就是这个问题的完整解决方案。通过将旋转和查找操作结合起来,我们可以有效地解决这个问题,并且实现代码的效率也非常高。