C++を使用した配列の右回転の反転アルゴリズム

この記事では、特定の配列をk要素で右に回転させる反転アルゴリズムを理解します（例：-

Input : arr[ ] = { 4, 6, 2, 6, 43, 7, 3, 7 }, k = 4
Output : { 43, 7, 3, 7, 4, 6, 2, 6 }
Explanation : Rotating each element of array by 4-element to the right gives { 43, 7, 3, 7, 4, 6, 2, 6 }.

Input : arr[ ] = { 8, 5, 8, 2, 1, 4, 9, 3 }, k = 3
Output : { 4, 9, 3, 8, 5, 8, 2, 1 }

解決策を見つけるためのアプローチ

この問題は、各要素を右にシフトし、この手順をk回繰り返すことで簡単に解決できます。ただし、時間計算量がO（k * N）になるため、これにはさらに時間がかかります。

反転アルゴリズム：反転は配列を反転します。配列の回転は、いくつかの要素範囲を反転することで実行できます。このアルゴリズムによると-

• まず、アレイ全体を反転します。
• kはNより大きいため、n（配列サイズ）を使用してkの係数でkを変更します。
• 配列の最初のk個の要素を逆にして順番に並べます。
• 次に、残りの要素の範囲を逆にします。つまり、kからN-1に変更します。

例

using namespace std;
#include <bits/stdc++.h>

void reverse(int nums[], int start,int end) {
   int temp=0;
   // reversing array with swapping start element with end element.
   while(start<=end){
      temp=nums[end];
      nums[end]=nums[start];
      nums[start]=temp;
      start++;
      end--;
   }
}

int main() {
   int arr[] = {4, 6, 2, 6, 43, 7, 3, 6, 2, 4, 5 };

   int N = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);

   int k = 4;
   // reversing whole array
   reverse(arr, 0, N-1);
   k = k%N;
   // reversing element range of 0 to k-1.

   reverse(arr, 0, k-1);
   // reversing element range of k to last element.
   reverse(arr, k, N-1);
   cout << "Array after rotating by k-elements : ";
   for(int i = 0;i<N;i++)
      cout << arr[i] << " ";
   return 0;
}

出力

Array after rotating by k-elements : 6 2 4 5 4 6 2 6 43 7 3

結論

この記事では、反転アルゴリズムを使用したk要素による配列の右回転の問題について説明しました。反転アルゴリズムとは何か、およびこの問題を解決するためにどのように実装できるかについて説明しました。この問題を解決するためのC++コードについても説明しました。このコードは、C、Java、Pythonなどの他の言語で記述できます。この記事がお役に立てば幸いです。