Java程序在多次旋转后在给定索引处查找元素

在开发Java应用程序的过程中，有时需要对数组或列表进行旋转，而后在指定的索引处查找元素。这种情况下，我们需要编写Java程序以实现这个功能。

旋转数组或列表

要实现数组或列表的旋转，可以考虑以下两种方法：

方法一：使用辅助数组

该方法需要使用一个辅助数组来存放旋转后的结果。具体流程如下：

1. 定义一个大小等于原数组的辅助数组，将原数组复制到辅助数组中。
2. 对于旋转的次数，从1开始循环，每次旋转都将辅助数组中的元素向右移动一格，并将最后一个元素移动到第一个位置。
3. 循环结束后，辅助数组中存储的就是旋转后的结果。

Java代码：

public static void rotateArray(int[] arr, int k) {
    // 定义一个大小等于原数组的辅助数组
    int[] tmp = new int[arr.length];
    // 将原数组复制到辅助数组中
    System.arraycopy(arr, 0, tmp, 0, arr.length);
    // 对数组进行旋转
    for (int i = 0; i < k; i++) {
        int last = tmp[tmp.length - 1];
        System.arraycopy(tmp, 0, tmp, 1, tmp.length - 1);
        tmp[0] = last;
    }
    // 将旋转后的结果复制回原数组
    System.arraycopy(tmp, 0, arr, 0, tmp.length);
}

方法二：原地旋转

该方法不需要使用辅助数组，可以直接在原数组或列表上进行旋转。

Java代码：

public static void rotateArray(int[] arr, int k) {
    // 对数组进行旋转
    for (int i = 0; i < k; i++) {
        int last = arr[arr.length - 1];
        for (int j = arr.length - 1; j >= 1; j--) {
            arr[j] = arr[j - 1];
        }
        arr[0] = last;
    }
}

在给定索引处查找元素

旋转后的数组或列表中，元素的位置会发生变化，因此不能直接使用数组或列表的下标索引来查找元素。此时，我们可以通过以下步骤来查找：

1. 比较数组或列表的中间元素和目标元素的大小关系，如果相等，则直接返回该元素的下标；
2. 如果中间元素小于目标元素，则说明目标元素位于中间元素的右侧，此时可以继续在中间元素右侧的子数组或子列表中查找；
3. 如果中间元素大于目标元素，则说明目标元素位于中间元素左侧，此时可以继续在中间元素左侧的子数组或子列表中查找。

Java代码：

public static int searchIndex(int[] arr, int target) {
    int left = 0, right = arr.length - 1;
    while (left <= right) {
        int mid = (left + right) / 2;
        // 如果中间元素等于目标元素，则直接返回中间元素的下标
        if (arr[mid] == target) {
            return mid;
        }
        // 如果中间元素小于目标元素，则在右侧的子数组中查找
        if (arr[mid] < target) {
            // 判断旋转数组或列表的情况
            if (arr[right] >= arr[mid] && arr[right] < target) {
                right = mid - 1;
            } else {
                left = mid + 1;
            }
        } else {
            // 如果中间元素大于目标元素，则在左侧的子数组中查找
            // 判断旋转数组或列表的情况
            if (arr[left] <= arr[mid] && arr[left] > target) {
                left = mid + 1;
            } else {
                right = mid - 1;
            }
        }
    }
    // 如果没有找到目标元素，则返回-1
    return -1;
}

完整代码

将两个方法组合起来，就可以实现旋转数组或列表，并在给定索引处查找元素的功能。

Java代码：

public class RotateArray {
    /**
     * 旋转数组或列表
     *
     * @param arr 数组或列表
     * @param k   旋转次数
     */
    public static void rotateArray(int[] arr, int k) {
        // 定义一个大小等于原数组的辅助数组
        int[] tmp = new int[arr.length];
        // 将原数组复制到辅助数组中
        System.arraycopy(arr, 0, tmp, 0, arr.length);
        // 对数组进行旋转
        for (int i = 0; i < k; i++) {
            int last = tmp[tmp.length - 1];
            System.arraycopy(tmp, 0, tmp, 1, tmp.length - 1);
            tmp[0] = last;
        }
        // 将旋转后的结果复制回原数组
        System.arraycopy(tmp, 0, arr, 0, tmp.length);
    }

    /**
     * 在给定索引处查找元素
     *
     * @param arr    旋转数组或列表
     * @param target 目标元素
     * @return 目标元素的下标，如果不存在则返回-1
     */
    public static int searchIndex(int[] arr, int target) {
        int left = 0, right = arr.length - 1;
        while (left <= right) {
            int mid = (left + right) / 2;
            if (arr[mid] == target) { // 如果中间元素等于目标元素，则直接返回中间元素的下标
                return mid;
            }
            if (arr[mid] < target) { // 如果中间元素小于目标元素，则在右侧的子数组中查找
                if (arr[right] >= arr[mid] && arr[right] < target) { // 判断旋转数组或列表的情况
                    right = mid - 1;
                } else {
                    left = mid + 1;
                }
            } else { // 如果中间元素大于目标元素，则在左侧的子数组中查找
                if (arr[left] <= arr[mid] && arr[left] > target) { // 判断旋转数组或列表的情况
                    left = mid + 1;
                } else {
                    right = mid - 1;
                }
            }
        }
        // 如果没有找到目标元素，则返回-1
        return -1;
    }

    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = new int[]{4, 5, 6, 7, 1, 2, 3};
        rotateArray(arr, 3);
        System.out.println(Arrays.toString(arr)); // [7, 1, 2, 3, 4, 5, 6]
        System.out.println(searchIndex(arr, 2)); // 2
    }
}

以上就是利用Java实现在多次旋转后在给定索引处查找元素的方法，希望你能够掌握。