使用 C++ 重新排列一个数组,以便 arr[i] 变为 arr[arr[i]] 并且 O(1) 额外空间

我们得到一个正整数类型数组,比方说,任何给定大小的 arr[] ,这样数组中的元素的值应该大于 0 但小于数组的大小。任务是以这样的方式重新排列数组,使得 arr[i] 仅在给定的 O(1) 空间内变为 arr[arr[i]] 并打印最终结果。

让我们看看这个的各种输入输出场景 -

输入 - int arr[] = {0 3 2 1 5 4 }

输出 - 排列前的数组:0 3 2 1 5 4 重新排列数组,使 arr[i] 变为 arr[arr[i]] 并具有 O(1) 额外空间:0 1 2 3 4 5

解释 - 我们得到一个大小为 6 的整数数组,数组中的所有元素都小于 6。现在,我们将重新排列数组,即 arr[arr[0] 为 0,arr[arr[1]] 为 1, arr[arr[2]] 为 2,arr[arr[3]] 为 3,arr[arr[4]] 为 4,arr[arr[5]] 为 5。因此,重排后的最终数组为 0 1 2 3 4 5。

输入 - int arr[] = {1, 0}

输出 - 排列前的数组:1 0 重新排列数组,使 arr[i] 变为 arr[arr[i]],O(1) 额外空间为:0 1

解释- 我们得到一个大小为 2 的整数数组,数组中的所有元素都小于 2。现在,我们将重新排列数组,即 arr[arr[0] 为 1,arr[arr[1]] 为 0。因此,重排后的最终数组为 0 1。

输入 - int arr[] = {1, 0, 2, 3}

输出 - 排列前的数组:1 0 2 3 重新排列数组,使 arr[i] 变为 arr[arr[i]],O(1) 额外空间为:0 1 2 3

解释- 我们给定一个大小为 4 的整数数组,数组中的所有元素都小于 4。现在,我们将重新排列数组,即 arr[arr[0] 为 0,arr[arr[1]] 为 1, arr[arr[2]] 为 2,arr[arr[3]] 为 3。因此,重排后的最终数组为 0 1 2 3。

下面程序中使用的方法如下

  • 输入整数类型元素的数组并计算数组的大小

  • 排列前打印数组并调用函数 Rearrangement(arr, size)

  • 函数内部 Rearrangement(arr, size)

    • 从 i 到 0 开始循环 FOR,直到 i 小于 size。在循环内,将 temp 设置为 arr[arr[i]] % size 和 arr[i] += temp * size。

    • 从 i 到 0 开始循环 FOR,直到 i 小于 size。在循环内,设置 arr[i] = arr[i] / size

  • 打印结果。

示例

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
void Rearrangement(int arr[], int size){
   for(int i=0; i < size; i++){
      int temp = arr[arr[i]] % size;
      arr[i] += temp * size;
   }
   for(int i = 0; i < size; i++){
      arr[i] = arr[i] / size;
   }
}
int main(){
   //输入一个数组
   int arr[] = {0, 3, 2, 1, 5, 4};
   int size = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
   //打印原始数组
   cout<<"排列前的数组: ";
   for (int i = 0; i < size; i++){
      cout << arr[i] << " ";
   }
   //调用函数重新排列数组
   Rearrangement(arr, size);
   //重新排列值后打印数组
   cout<<"\nRearrangement of an array so that arr[i] becomes arr[arr[i]] with O(1) extra space is: ";
   for(int i = 0; i < size; i++){
      cout<< arr[i] << " ";
   }
   return 0;
}
输出结果

如果我们运行上面的代码,它将生成以下输出

排列前的数组: 0 3 2 1 5 4
Rearrangement of an array so that arr[i] becomes arr[arr[i]] with O(1) extra space is: 0 1 2 3 4 5

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