[路飞] 煎饼排序

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题目描述

给你一个整数数组 arr ,请使用 煎饼翻转 完成对数组的排序。

一次煎饼翻转的执行过程如下:

选择一个整数 k ,1 <= k <= arr.length 反转子数组 arr[0...k-1](下标从 0 开始) 例如,arr = [3,2,1,4] ,选择 k = 3 进行一次煎饼翻转,反转子数组 [3,2,1] ,得到 arr = [1,2,3,4] 。

以数组形式返回能使 arr 有序的煎饼翻转操作所对应的 k 值序列。任何将数组排序且翻转次数在 10 * arr.length 范围内的有效答案都将被判断为正确。

分析

输入:Array,对这个数组进行煎饼排序 输出:Array,煎饼排序每次的 k 组成的数组

解题思路

我们来看官网给的例子 🌰 :

输入:[3,2,4,1]
输出:[4,2,4,3]
解释:
我们执行 4 次煎饼翻转,k 值分别为 4,2,4,和 3。
初始状态 arr = [3, 2, 4, 1]
第一次翻转后(k = 4):arr = [1, 4, 2, 3]
第二次翻转后(k = 2):arr = [4, 1, 2, 3]
第三次翻转后(k = 4):arr = [3, 2, 1, 4]
第四次翻转后(k = 3):arr = [1, 2, 3, 4],此时已完成排序。

观察这个例子的第二,三,四翻转,可以看到如果每次都是先把数组里最大的挑出来放前面,然后再把它翻到最后面,以此类推,最终就可以得到我们想要的有序数组了,那么在这个过程中依此记录 k 值,再返回就 OK。

我们举个小例子 🌰:

对于 [3, 2 ,4, 1],先拿到 4 ,放在最前面:

k = 3, 数组为 [4, 2, 3, 1],然后把它换到最后,
k = 4,数组为 [1, 3, 2, 4] 接下来注意,因为 4 已经是正确的位置,我们直接删除它,这样可以少考虑一个位置,在接下来每次排好一个元素之后,我们也用 pop 删除掉排好的元素。
k = 1,数组为 [3, 1, 2],k = 3,数组变为 [2, 1, 3],排好 3,记录 k 值,再把 3 从数组中删除

对于 [2, 1],不用进行第一步把最大数翻到最前的操作,直接把最大数放到最后 ➡️ [1, 2],此时用的 k 值为 2

我们总结一下思路,首先是找到最大值所在的 index,然后把最大值翻到数组开头,记录一个 k,也就是从 0 到 index 的元素,挨个交换位置。然后是把最大值翻到最后,再记录一个 k,删除数组最后一个元素,也就是刚找到的最大值。可以看到一次找当前最大值的操作,需要两个 k 值的记录。

唯一的例外就是当 k === 1,也就是要翻转的元素就在开头的时候,我们只需要记录一个 k 值即可。

代码

/**
 * @param {number[]} arr
 * @return {number[]}
 */
var pancakeSort = function (arr) {
  let ret = [],
    max

  while (arr.length > 1) {
    max = getMaxIndex(arr)
    max > 0 && ret.push(max + 1)
    reverse(arr, max)
    reverse(arr, arr.length - 1)
    ret.push(arr.length)
    arr.pop()
  }

  return ret
}

// get the index of the max value in arr
function getMaxIndex(nums) {
  let max = 0
  for (let i = 0; i < nums.length; i++) {
    if (nums[i] > nums[max]) {
      max = i
    }
  }

  return max
}

// reverse o - k elements
function reverse(arr, k) {
  if (k < 1) return

  let i = 0,
    j = k

  while (i < j) {
    ;[arr[i], arr[j]] = [arr[j], arr[i]]
    i++
    j--
  }
}

复杂度

时间:O(N^2),需要不断地去两两交换元素位置,最坏的情况是每次都要从倒数第二位换到开头,再从开头换到最后 ~
空间:O(N),存储翻转的次数 k