24.小R的随机播放顺序｜豆包MarsCode AI 刷题问题描述小R有一个特殊的随机播放规则。他首先播放歌单中的

问题描述

小R有一个特殊的随机播放规则。他首先播放歌单中的第一首歌，播放后将其从歌单中移除。如果歌单中还有歌曲，则会将当前第一首歌移到最后一首。这个过程会一直重复，直到歌单中没有任何歌曲。

例如，给定歌单 [5, 3, 2, 1, 4]，真实的播放顺序是 [5, 2, 4, 1, 3]。

保证歌曲中的id两两不同。

一、问题分析与思路

这道题目本质上是对一个歌单进行模拟操作。题目给定了一个播放规则，要求我们按照规则计算出歌曲播放的顺序。具体规则是：

首先播放歌单中的第一首歌，并将其从歌单中移除。
如果歌单中还有剩余的歌曲，将当前歌单的第一首歌移动到最后一首。
重复这个过程，直到歌单中没有歌曲为止。

问题的关键在于如何模拟这个播放规则。我们需要找一种方法，每次都能方便地取出歌单的第一首歌，并且能够高效地把它移到最后一位。

二、如何解决？

我在刷题时思考了几个可能的解决方案，最终选择了使用队列来模拟这个过程。

为什么选择队列？队列是一个先进先出的数据结构，非常符合题目要求：

每次取出第一首歌，并移除它。
如果歌单中还有歌曲，将当前的第一首歌放到队列的末尾。

队列的操作是非常高效的，可以在常数时间内完成元素的插入和删除，适合我们解决这个问题。

三、步骤

为了更好理解这个过程，用一个简单的示例来帮助理清思路：

假设歌单为 [5, 3, 2, 1, 4]。

初始状态：歌单 [5, 3, 2, 1, 4]
- 播放 5，移除 5，剩余歌单 [3, 2, 1, 4]。
- 将 3 移到末尾，歌单变为 [2, 1, 4, 3]。
第二轮播放：歌单 [2, 1, 4, 3]
- 播放 2，移除 2，剩余歌单 [1, 4, 3]。
- 将 1 移到末尾，歌单变为 [4, 3, 1]。
第三轮播放：歌单 [4, 3, 1]
- 播放 4，移除 4，剩余歌单 [3, 1]。
- 将 3 移到末尾，歌单变为 [1, 3]。
第四轮播放：歌单 [1, 3]
- 播放 1，移除 1，剩余歌单 [3]。
- 将 3 移到末尾，歌单变为 [3]。
最后一轮播放：歌单 [3]
- 播放 3，移除 3，剩余歌单 []（歌单为空）。

播放顺序为 [5, 2, 4, 1, 3]。

四、代码详解

在理解了思路和规则后，我们可以将其转化为代码。关键在于如何高效地管理队列，我们使用 collections.deque来实现队列。

代码步骤：

将输入的歌单列表 a 转换为队列 deque(a)，这样我们可以方便地从队列头部取出元素并从尾部插入元素。
使用 popleft() 来取出队列的第一首歌并播放。
如果队列中还有剩余歌曲，则使用 append() 将当前的第一首歌放到队列的末尾。
直到队列为空时结束模拟。

from collections import deque

def solution(n: int, a: list) -> list:
    queue = deque(a)  # 将输入列表转为队列
    result = []
    
    while queue:
        result.append(queue.popleft())  # 播放当前第一首歌并移除
        if queue:  # 如果歌单还有歌曲
            queue.append(queue.popleft())  # 将当前的第一首歌移到最后
    
    return result

五、学习心得

通过这道题，我学到了一些重要的算法思考方式，特别是如何利用适合的数据结构来解决问题。总结起来，以下几个点对我特别有帮助：

理解题意，找出核心操作：
- 题目给定的规则是“取出第一首歌并移到最后”，这其实就是一个典型的队列操作。理解问题的核心后，我们就能找到合适的数据结构来简化操作。
避免过度复杂化：
- 一开始，我曾考虑过用 list 或其他结构，但很快意识到，deque的时间复杂度是 O(1)，而 list 则可能需要 O(n) 的时间来做插入和删除操作，效率较低。

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