C++中O(n)時間和O(1)額外空間的正負數重排


給定一個包含正數和負數的整數型別陣列,例如任意大小的arr[]。任務是重新排列陣列,使所有正數和負數位於交替位置,如果存在額外的正數或負數元素,則將它們放在陣列的末尾。

讓我們看看各種輸入輸出場景:

輸入 - int arr[] = {4, 2, -1, -1, 6, -3}

輸出 - O(n)時間和O(1)額外空間的正負數重排結果為:2 -1 6 -1 4 -3

解釋 - 給定一個大小為6的整數陣列,包含正數和負數元素。現在,我們將重新排列陣列,使所有正數和負數元素位於交替位置,所有多餘的元素將新增到陣列的末尾,即2 -1 6 -1 4 -3是最終結果。

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

輸出 - O(n)時間和O(1)額外空間的正負數重排結果為:2 -2 3 -5 5 -3 5 -1 1 3 1 1

解釋 - 給定一個大小為12的整數陣列,包含正數和負數元素。現在,我們將重新排列陣列,使所有正數和負數元素位於交替位置,所有多餘的元素將新增到陣列的末尾,即2 -2 3 -5 5 -3 5 -1 1 3 1 1是最終結果。

下面程式中使用的方案如下:

  • 輸入一個整數型別元素陣列並計算陣列的大小。

  • 使用FOR迴圈列印重新排列操作之前的陣列。

  • 呼叫函式Rearrangement(arr, size),並將陣列和陣列大小作為引數傳遞。

  • 在函式Rearrangement(arr, size)內部:

    • 宣告臨時整數型別變數,例如temp為-1,positive為temp + 1,negative為0。

    • 從i=0開始迴圈,直到i小於陣列大小。在迴圈內,檢查IF arr[i]小於0,則將temp加1,並呼叫C++ STL的內建方法swap(arr[temp], arr[i]),並將arr[temp]和arr[i]作為引數傳遞。

    • 啟動WHILE迴圈,直到positive小於陣列大小並且negative小於positive並且arr[negative]小於0。在迴圈內,呼叫swap,並將arr[negative]和arr[positive]作為引數傳遞。將positive加1,並將negative設定為negative + 2。

  • 列印結果。

示例

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
void Rearrangement(int arr[], int size){
   int temp = -1;
   for(int i = 0; i < size; i++){
      if (arr[i] < 0){
         temp++;
         swap(arr[temp], arr[i]);
      }
   }
   int positive = temp + 1;
   int negative = 0;
   while(positive < size && negative < positive && arr[negative] < 0){
      swap(arr[negative], arr[positive]);
      positive++;
      negative = negative + 2;
   }
}
int main(){
   int arr[] = {4, 2, -1, -1, 6, -3};
   int size = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);
   //calling the function to rearrange the array
   Rearrangement(arr, size);
   //print the array after rearranging the values
   cout<<"Rearrangement of positive and negative numbers in O(n) time and O(1) extra space is: ";
   for(int i = 0; i < size; i++){
      cout<< arr[i] << " ";
   }
   return 0;
}

輸出

如果執行上述程式碼,它將生成以下輸出

Rearrangement of positive and negative numbers in O(n) time and O(1) extra space is: 2 -1 6 -1 4 -3

更新於:2021年11月2日

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