从索引K开始反转给定圆形数组的所有元素

在日常的编程工作中，我们会遇到需要对数组或者列表进行反转操作的情况。而当我们的数组或者列表是一个圆形数组（circular array）时，我们往往需要特别注意反转的方式和方法。本文将介绍一种从索引K开始反转给定圆形数组的所有元素的方法和实现。

圆形数组

圆形数组指的是一个首尾相接的数组，即数组的最后一个元素和第一个元素紧密相连。圆形数组在某些场景下比较适用，例如循环队列、环形缓存等。

一个长度为n的圆形数组，我们一般将其视为一个从0到n-1顺序排布的普通数组，但是当我们进行操作时需要特别注意下标的处理方式。

反转数组

反转一个数组是指将数组中的所有元素按照相反的顺序重新排列。例如，对于一个普通数组[1,2,3,4,5]，反转后变成[5,4,3,2,1]。反转操作在日常的编程中比较常见，有多种不同的实现方式。这里我们介绍一种从索引K开始反转给定圆形数组的所有元素的方法和实现。

方法

假设我们有一个长度为n的圆形数组A和一个起始索引K。

首先我们需要将索引K所在的元素移到数组的最前面，即将A[K]放置在A[0]的位置上。

接着我们对从A[0]到A[K]之间的元素进行反转。

然后我们再对从A[K+1]到A[n-1]的元素进行反转。

最后我们将整个数组A进行反转即可得到结果。

实现

我们可以将反转一个数组的操作封装成一个函数。函数的输入参数是一个圆形数组A和一个起始索引K，输出结果是反转后的数组。下面是具体的实现代码：

def reverse_circular_array(A, K):
    n = len(A)
    # step 1: move A[K] to A[0]
    for i in range(K):
        A[i], A[(n-K+i)%n] = A[(n-K+i)%n], A[i]
    
    # step 2: reverse A[0] to A[K]
    i, j = 0, K
    while i < j:
        A[i], A[j] = A[j], A[i]
        i += 1
        j -= 1
    
    # step 3: reverse A[K+1] to A[n-1]
    i, j = K+1, n-1
    while i < j:
        A[i], A[j] = A[j], A[i]
        i += 1
        j -= 1
    
    # step 4: reverse A
    i, j = 0, n-1
    while i < j:
        A[i], A[j] = A[j], A[i]
        i += 1
        j -= 1
    
    return A

代码中我们先对A[K]进行移动，然后按照步骤2和步骤3进行反转。最后再对整个数组进行反转即可。

参考资料

• Rotation (circular shift) of an array - GeeksforGeeks