JavaScript系列——數組元素左右移動N位算法實現


引言

在自己剛剛畢業不久的時候,去了一家公司面試,面試官現場考了我這道題,我記憶深刻,當時沒有想到思路,毫無疑問被面試官當成菜鳥了。
最近剛好在研究數組的各種算法實現,就想到這道題,可以拿來實現一下,紀念自己逝去的青春。

需求

假設有這樣一個數組

[1,2,3,4,5]

現在想要左移或者右移N位,比如移動1位

//左移1位
[2,3,4,5,1]

//右移1位
[5,1,2,3,4]

算法實現

這樣一道題目,你先不要看我下面的代碼,自己思考一下如何實現它,不管是復雜的還是簡單的方法。
可以先告訴你我用了2行代碼實現左、右移動元素。

拆分法

當我們沒有具體思路的時候,就先假設數組移動1位的情況。

[1,2,3,4,5]
=>
[null,1,2,3,4] and [5,null,null,null,null]
=>
[5,1,2,3,4]

這里可以看成2個數組,一個是沒有到達邊界的元素移動[null,1,2,3,4],一個是到達了邊界的元素移動[5,null,null,null,null],當元素到達邊界,就會往數組的初始位置移動,形成了一個循環的過程。

很明顯,如果我們將這2個移動后的數組合並起來,就是需求的結果。

移動2位

同樣符合2個移動后的數組合並起來為結果的情況

[1,2,3,4,5]
=>
[null,null,1,2,3] and [4,5,null,null,null]
=>
[4,5,1,2,3]

剛好移動數組長度

[1,2,3,4,5]
=>
[1,2,3,4,5] and [] //如果沒有,就假設為空數組

合並數組

假設移動1位的情況
上面的步驟,我們找到了規律,接下來要做的是找到2個數組,需要用到slice截取數組元素。
截取第一個數組

arr.slice(0,-1)
// [1,2,3,4]

截取第二個數組

arr.slice(-1)
// [5]

合並數組

arr.slice(-1).concat(arr.slice(0,-1))
// [5,1,2,3,4]

這樣你就實現了移動1位的情況,接着,你繼續拿+5和-5范圍內的數字進行測試,發現都可以正常移動,當數字大於5或者小於-5的時候,代碼就無效了,始終輸出[1,2,3,4,5]

arr.slice(-6).concat(arr.slice(0,-6))
// [1,2,3,4,5]

我們再加上一個小技巧,求余數,假設是移動6,那么,實際上和移動1是相同的,我們就可以根據公式求余數

n = n%arr.length
// n = 6%5 余1

同理,當移動-6時

n = n%arr.length
// n = -6%5 余-1

接着帶入公式,發現輸出全部都正確了!!

思路分析完了,應該很清晰了吧,源碼在下面、

算法源碼

arr表示原始數組,n表示移動的距離,可以是正數、可以是0、也可以是負數、正數表示右移,負數表示左移,0表示不移動。

function moveElement(arr, n) {
  if(Math.abs(n)>arr.length) n = n%arr.length
  return arr.slice(-n).concat(arr.slice(0,-n))
}

// moveElement(arr, 9)
// moveElement(arr, 0)
// moveElement(arr, -9)

總結

下次面試要是繼續碰到這道題,可能我又當場忘記思路了?

補充

看到有評論討論不同方案的實現,這些都很厲害,沒有唯一的答案,而思考解決方案的時候,要考慮的是時間復雜度,移動數組的元素都會造成數組的重新排列。

第一步方案我覺得應該是找到最小移動位置的代價,即移動2和移動2n是一樣的,我們就只需要移動2,不需要再移動n,求余數的作用在於此,根據移動的位置切分出2個數組,不需要移動元素,最后我用的是concat合並2個數組,返回一個新的數組副本,這樣就避免了移動元素。

還有一種方案是將2個數組使用new Set(array1)和new Set(array2)設置為集合,集合是key、value的散列表,可以用最少的代價移動位置,不導致重排,用集合移動完之后,再Array.from()轉換回數組。

切忌,不要嘗試去直接修改原數組的元素位置,這樣做代價非常大,尤其是數組長度很長的時候!!

原文地址:https://segmentfault.com/a/1190000012882330


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