每日一题——4行Python代码实现PAT乙级1008 数组元素循环右移问题（举一反三+思想解读+逐步优化）四千字好文

本文主要是介绍每日一题——4行Python代码实现PAT乙级1008 数组元素循环右移问题（举一反三+思想解读+逐步优化）四千字好文，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

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目录

​编辑我的写法

代码功能

时间复杂度分析

空间复杂度分析

总结

我要更强

方法一：使用循环移位

方法二：使用Python的deque

方法三：使用列表切片和拼接

总结

哲学和编程思想

1. 效率与简洁性的平衡

2. 空间与时间的权衡

3. 抽象与具体

4. 利用现有工具和库

5. 迭代与递归

总结

举一反三

1. 理解问题本质

2. 权衡时间与空间

3. 利用现有工具和库

4. 选择合适的数据结构

5. 编写可读性强的代码

6. 实践和反思

7. 学习和适应新技术

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题目链接

我的写法

N,M=map(int,input().split())
nums=list(map(int,input().split()))
output=nums[N-M%N:]+nums[:N-M%N]
print(*output)

这段代码是Python语言编写的，主要功能是对一个列表进行循环移位操作。下面是对这段代码的点评和分析：

代码功能

1. 输入处理：首先，代码通过input().split()获取用户输入的两个整数N和M，并使用map(int, ...)将其转换为整数。
2. 列表处理：接着，代码再次使用input().split()获取用户输入的一系列整数，并同样使用map(int, ...)转换为整数列表nums。
3. 循环移位：代码通过切片操作nums[N-M%N:] + nums[:N-M%N]实现对列表nums的循环移位。这里M%N确保了移位的步长不会超过列表的长度N。
4. 输出结果：最后，使用print(*output)将移位后的列表元素以空格分隔的形式输出。

时间复杂度分析

• 输入处理：map(int, input().split())的时间复杂度为O(N)，其中N是输入的元素数量。
• 列表处理：同样，map(int, input().split())的时间复杂度为O(N)。
• 循环移位：切片操作的时间复杂度为O(N)，因为需要复制列表的一部分。
• 输出：print(*output)的时间复杂度为O(N)，因为需要输出每个元素。

因此，总的时间复杂度为O(N)。

空间复杂度分析

• 输入处理：空间复杂度为O(N)，因为需要存储输入的整数。
• 列表处理：空间复杂度为O(N)，因为需要存储整数列表。
• 循环移位：切片操作的空间复杂度为O(N)，因为需要创建一个新的列表来存储移位后的结果。

总的空间复杂度为O(N)。

总结

这段代码简洁高效地实现了列表的循环移位功能，时间复杂度和空间复杂度均为O(N)，适合处理中等大小的数据集。然而，如果列表非常大，切片操作可能会导致额外的内存使用，这在某些资源受限的环境中可能需要考虑优化。

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我要更强

为了优化时间复杂度和空间复杂度，我们可以考虑不使用切片操作，因为切片操作会创建一个新的列表，这在处理大列表时可能会导致不必要的内存消耗。以下是几种优化方法：

方法一：使用循环移位

这种方法通过直接在原列表上操作，避免了创建新列表，从而优化了空间复杂度。

def rotate_list(nums, M):N = len(nums)M %= N  # 确保M在有效范围内# 使用循环移位for _ in range(M):last = nums[-1]for i in range(N - 1, 0, -1):nums[i] = nums[i - 1]nums[0] = lastreturn nums# 主程序
N, M = map(int, input().split())
nums = list(map(int, input().split()))
rotated_nums = rotate_list(nums, M)
print(*rotated_nums)

时间复杂度: O(N * M)，因为每个元素可能需要移动M次。 空间复杂度: O(1)，除了输入输出外，没有使用额外的空间。

方法二：使用Python的deque

Python的deque支持高效的插入和删除操作，可以用来优化循环移位。

from collections import dequedef rotate_list(nums, M):nums = deque(nums)nums.rotate(M)  # 使用deque的rotate方法return list(nums)# 主程序
N, M = map(int, input().split())
nums = list(map(int, input().split()))
rotated_nums = rotate_list(nums, M)
print(*rotated_nums)

时间复杂度: O(N)，因为deque的rotate方法是O(N)的。 空间复杂度: O(N)，因为创建了一个新的deque。

方法三：使用列表切片和拼接

虽然这种方法的空间复杂度较高，但代码简洁，易于理解。

def rotate_list(nums, M):N = len(nums)M %= N  # 确保M在有效范围内return nums[-M:] + nums[:-M]# 主程序
N, M = map(int, input().split())
nums = list(map(int, input().split()))
rotated_nums = rotate_list(nums, M)
print(*rotated_nums)

时间复杂度: O(N)，因为切片和拼接操作都是O(N)的。 空间复杂度: O(N)，因为创建了一个新的列表。

总结

每种方法都有其优缺点，选择哪种方法取决于具体的需求和上下文。如果空间不是问题，方法三可能是最简单和最直接的。如果需要优化空间使用，方法一和方法二可能更合适。

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哲学和编程思想

这些方法体现了多种哲学和编程思想，具体包括：

1. 效率与简洁性的平衡

• 方法一：使用循环移位的方法体现了直接性和效率，通过在原列表上直接操作，避免了额外的空间开销。这种方法强调了在解决问题时，直接操作数据以减少资源消耗的重要性。
• 方法二：使用deque的方法则体现了利用现有数据结构的优势来简化问题解决过程。这种方法强调了在编程中，利用标准库和现有工具来提高代码的可读性和简洁性。
• 方法三：使用切片和拼接的方法虽然简洁易懂，但可能会牺牲一些空间效率。这种方法体现了在编程中，简洁性和可读性有时比纯粹的效率更重要。

2. 空间与时间的权衡

• 方法一：空间复杂度为O(1)，时间复杂度为O(N * M)，体现了在时间和空间之间的权衡，即通过牺牲时间效率来减少空间使用。
• 方法二和方法三：空间复杂度为O(N)，时间复杂度为O(N)，体现了在某些情况下，为了提高时间效率，可以接受更高的空间复杂度。

3. 抽象与具体

• 方法二：使用deque的rotate方法是一种抽象的解决方案，它隐藏了底层实现细节，使得代码更加简洁和易于理解。这种方法体现了在编程中，通过抽象来简化复杂问题的重要性。
• 方法一和方法三：相比之下，这两种方法更具体，直接操作列表的元素或切片，这种方法体现了在某些情况下，直接和具体的操作可能更有效。

4. 利用现有工具和库

• 方法二：使用Python的deque是一种利用现有工具的策略，这种方法体现了在编程中，利用标准库和框架可以大大提高开发效率和代码质量。

5. 迭代与递归

• 方法一：使用循环来实现移位操作，这是一种迭代的方法。迭代是编程中常用的技术，特别是在处理可迭代对象时。
• 方法二和方法三：虽然不是递归，但它们体现了通过组合现有操作（如切片和deque操作）来解决问题的思想。

总结

这些方法展示了在编程中，如何根据问题的具体需求和上下文，选择合适的策略和技术。每种方法都有其适用的场景，理解这些方法背后的哲学和思想有助于更好地选择和应用它们。

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举一反三

根据上述讨论的哲学和编程思想，以下是一些技巧和策略，可以帮助在编程中举一反三：

1. 理解问题本质

• 分析需求：在开始编码之前，深入理解问题的需求和限制条件。这包括时间复杂度、空间复杂度、数据结构的选择等。
• 抽象问题：尝试将问题抽象化，找出问题的核心要素，这有助于找到更通用的解决方案。

2. 权衡时间与空间

• 优化策略：根据问题的具体需求，选择合适的优化策略。如果空间不是问题，可以考虑牺牲空间来换取时间效率。反之亦然。
• 性能分析：使用性能分析工具来评估代码的效率，找出瓶颈，并针对性地进行优化。

3. 利用现有工具和库

• 熟悉标准库：深入了解并熟练使用编程语言的标准库，如Python的collections、itertools等，这些库提供了许多高效的数据结构和算法。
• 第三方库：对于特定领域的问题，查找并利用相关的第三方库，这些库通常提供了经过优化的解决方案。

4. 选择合适的数据结构

• 数据结构选择：根据问题的特点选择合适的数据结构。例如，如果需要频繁的插入和删除操作，可以考虑使用链表或deque。
• 自定义数据结构：在必要时，可以设计和实现自定义的数据结构来满足特定的需求。

5. 编写可读性强的代码

• 代码风格：遵循一致的代码风格和命名规范，使代码易于阅读和理解。
• 注释和文档：为关键的代码段添加注释，解释其功能和设计思路。编写文档来描述代码的整体结构和使用方法。

6. 实践和反思

• 编码实践：通过实际编码来解决问题，实践是提高编程技能的最佳方式。
• 代码审查：参与代码审查，从他人的代码中学习新的技巧和方法。
• 反思总结：在解决问题后，回顾并总结所使用的方法和策略，思考如何将这些经验应用到未来的问题中。

7. 学习和适应新技术

• 持续学习：技术不断发展，持续学习新的编程语言、框架和工具是必要的。
• 适应变化：灵活适应技术变化，将新技术应用到实际问题中，提高解决问题的效率和质量。

通过这些技巧和策略，可以更好地理解和应用编程中的哲学和思想，从而在面对新问题时能够灵活应对，举一反三。

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