小R的随机播放规则题目解析 | 豆包MarsCode AI刷题

题目解析：小R的随机播放规则

在这个问题中，我们需要模拟一个特殊的歌曲播放顺序。小R的随机播放规则是：首先播放歌单中的第一首歌，播放后将其从歌单中移除。接下来，他会将当前歌单中的第一首歌移到歌单的最后一位，然后继续播放新的第一首歌，直到歌单为空。

给定一个歌单，任务是模拟这个播放过程，返回实际的播放顺序。

题目分析

1. 输入说明：

   • 输入一个整数 n，表示歌单中歌曲的数量。
   • 输入一个整数列表 a，表示歌单中的歌曲，a[i] 表示第 i 首歌的 ID。

2. 输出说明：

   • 输出一个列表，表示实际播放的歌曲顺序。

解决思路

我们可以通过以下步骤来实现这个模拟过程：

• 将给定的歌单 a 转换为一个队列（queue）。队列是一个适合模拟这种“先进先出”（FIFO）操作的数据结构。我们每次从队列的前端取出一首歌播放，然后将剩下的歌曲重新调整，按规则将当前第一首歌移动到队列的末尾。

• 使用队列的基本操作：

  • popleft() ：从队列的左端（即当前第一首歌）移除并返回该元素。
  • append() ：将当前第一首歌添加到队列的末尾。

具体步骤

1. 将输入列表 a 转换为一个队列 queue。

2. 创建一个空列表 result 用来存储实际的播放顺序。

3. 遍历队列，直到队列为空：

   • 每次从队列中取出第一首歌并添加到 result。
   • 如果队列非空，将当前的第一首歌移到队列的末尾。

4. 最终返回 result。

代码实现

from collections import deque

def solution(n: int, a: list) -> list:
    # 将歌单转换为队列
    queue = deque(a)
    result = []
    
    # 模拟播放过程
    while queue:
        # 播放当前队列中的第一首歌
        first_song = queue.popleft()
        result.append(first_song)
        
        # 如果队列非空，将当前的第一首歌移动到队列末尾
        if queue:
            next_song = queue.popleft()
            queue.append(next_song)
    
    return result

# 测试样例
if __name__ == '__main__':
    print(solution(n = 5, a = [5, 3, 2, 1, 4]))  # 输出: [5, 2, 4, 1, 3]
    print(solution(n = 4, a = [4, 1, 3, 2]))      # 输出: [4, 3, 1, 2]
    print(solution(n = 6, a = [1, 2, 3, 4, 5, 6]))  # 输出: [1, 3, 5, 2, 6, 4]

代码解析

• 队列的初始化：我们使用 collections.deque 来初始化队列，它提供了高效的两端操作（popleft() 和 append()），这对于本题非常合适。

• 播放和调整歌单：

  • 每次 popleft() 移除队列的第一个元素并添加到 result 列表中，表示这首歌被播放。
  • 如果队列中仍然有歌曲，调用 popleft() 将当前的第一首歌移到队列的末尾，模拟规则中的“移到最后”操作。

• 结束条件：当队列为空时，说明所有歌曲已经播放完毕，返回 result。

示例分析

1. 示例1： 输入：n = 5, a = [5, 3, 2, 1, 4]

   • 初始队列：[5, 3, 2, 1, 4]

   • 播放顺序：

     • 播放 5，队列变为 [3, 2, 1, 4]。
     • 将 3 移到队列末尾，队列变为 [2, 1, 4, 3]。
     • 播放 2，队列变为 [1, 4, 3]。
     • 将 1 移到队列末尾，队列变为 [4, 3, 1]。
     • 播放 4，队列变为 [3, 1]。
     • 将 3 移到队列末尾，队列变为 [1, 3]。
     • 播放 1，队列变为 [3]。
     • 播放 3，队列变为空。

   • 最终播放顺序为 [5, 2, 4, 1, 3]。

2. 示例2： 输入：n = 4, a = [4, 1, 3, 2]

   • 初始队列：[4, 1, 3, 2]

   • 播放顺序：

     • 播放 4，队列变为 [1, 3, 2]。
     • 将 1 移到队列末尾，队列变为 [3, 2, 1]。
     • 播放 3，队列变为 [2, 1]。
     • 将 2 移到队列末尾，队列变为 [1, 2]。
     • 播放 1，队列变为 [2]。
     • 播放 2，队列变为空。

   • 最终播放顺序为 [4, 3, 1, 2]。

3. 示例3： 输入：n = 6, a = [1, 2, 3, 4, 5, 6]

   • 初始队列：[1, 2, 3, 4, 5, 6]

   • 播放顺序：

     • 播放 1，队列变为 [2, 3, 4, 5, 6]。
     • 将 2 移到队列末尾，队列变为 [3, 4, 5, 6, 2]。
     • 播放 3，队列变为 [4, 5, 6, 2]。
     • 将 4 移到队列末尾，队列变为 [5, 6, 2, 4]。
     • 播放 5，队列变为 [6, 2, 4]。
     • 将 6 移到队列末尾，队列变为 [2, 4, 6]。
     • 播放 2，队列变为 [4, 6]。
     • 将 4 移到队列末尾，队列变为 [6, 4]。
     • 播放 6，队列变为 [4]。
     • 播放 4，队列变为空。

   • 最终播放顺序为 [1, 3, 5, 2, 6, 4]。

时间复杂度分析

• 队列操作：每次从队列中移除一个元素，时间复杂度是 O(1)；每次将一个元素添加到队列末尾，时间复杂度也是 O(1)。
• 总体复杂度：对于每个元素，我们会进行一次移除和一次添加，故总的时间复杂度为 O(n)，其中 n 是歌单的歌曲数量。

总结

这个题目通过模拟一个简单的播放规则来考察队列的使用。通过队列的 popleft 和 append 操作，我们可以高效地实现规则中的歌曲播放与调整。通过这种方法，我们能够快速且准确地解决这个问题。