在 C++ 中用 O(1) 额外空间在交替的正负项中重新排列数组

我们得到一个包含正数和负数的整数类型数组,比方说,任何给定大小的 arr[] 。任务是以这样的方式重新排列数组,即有一个正数将被负数包围。如果有更多的正负数,那么它们将排列在数组的末尾。

让我们看看这个的各种输入输出场景 -

输入 - int arr[] = {-1, -2, -3, 1, 2, 3}

输出 - 排列前的数组:-1 -2 -3 1 2 3 用 O(1) 额外空间在交替的正负项中重新排列数组是:-1 1 -2 2 -3 3

说明 - 我们得到一个大小为 6 的整数数组,其中包含正元素和负元素。现在,我们将重新排列数组,使所有正元素都被负元素包围,所有额外的元素将添加到数组的末尾i.e-1 1 -2 2 -3 3 将是最终的结果。

输入 - int arr[] = {-1, -2, -3, 1, 2, 3, 5, 5, -5, 3, 1, 1};

输出 - 排列前的数组:-1 -2 -3 1 2 3 5 5 -5 3 1 1 用 O(1) 额外空间在交替的正负项中重新排列数组是:-1 1 -2 2 -3 3 -5 5 5 3 1 1

说明- 我们得到一个大小为 12 的整数数组,其中包含正元素和负元素。现在,我们将重新排列数组,使所有正元素都被负元素包围,所有额外的元素将添加到数组的末尾i.e-1 1 -2 2 -3 3 -5 5 5 3 1 1 将是最终结果。

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。

  • 在使用 FOR 循环执行重新排列操作之前打印一个数组。

  • Rearrangement(arr, size)通过传递数组和数组大小作为参数来调用该函数。

  • 函数内部 Rearrangement(arr, size)

    • 声明一个整数变量 'ptr' 并用 -1 初始化它。

    • 从 i 到 0 开始循环 FOR,直到 i 小于 size。在循环内部,检查 IF ptr 大于 0 然后检查 IF arr[i] 大于 0 AND arr[ptr] 小于 0 或 arr[i] 小于 0 AND arr[ptr] 大于 0 然后调用函数move_array(arr, size, ptr, i)和检查如果 i - ptr 大于 2,然后将 ptr 设置为 ptr + 2。否则,将 ptr 设置为 -1。

    • 检查 IF ptr 为 -1 然后检查 arr[i] 大于 0 AND !(i & 0x01) OR (arr[i] 小于 0) AND (i & 0x01) 然后将 ptr 设置为 i。

  • 在函数 move_array(int arr[], int size, int ptr, int temp) 内部

    • 将变量声明为字符类型的 'ch' 并使用 arr[temp] 设置它。

    • 从 i 到 temp 开始循环 FOR,直到 i 大于 ptr。在循环内,将 arr[i] 设置为 arr[i - 1]。

    • 将 arr[ptr] 设置为 ch。

示例

#include <iostream>
#include <assert.h>
using namespace std;
void move_array(int arr[], int size, int ptr, int temp){
   char ch = arr[temp];
   for(int i = temp; i > ptr; i--){
      arr[i] = arr[i - 1];
   }
   arr[ptr] = ch;
}
void Rearrangement(int arr[], int size){
   int ptr = -1;
   for(int i = 0; i < size; i++){
      if (ptr >= 0){
         if(((arr[i] >= 0) && (arr[ptr] < 0)) || ((arr[i] < 0) && (arr[ptr] >= 0))){
            move_array(arr, size, ptr, i);
            if(i - ptr >= 2){
               ptr = ptr + 2;
            }
            else{
               ptr = -1;
            }
         }
      }
      if(ptr == -1){
         if (((arr[i] >= 0) && (!(i & 0x01))) || ((arr[i] < 0) && (i & 0x01))){
            ptr = i;
         }
      }
   }
}
int main(){
   //输入一个数组
   int arr[] = {-1, -2, -3, 1, 2, 3};
   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 in alternating positive & negative items 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: -1 -2 -3 1 2 3
Rearrangement of an array in alternating positive & negative items with O(1) extra space is: -1 1 -2 2 -3 3

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