代码随想录阅读笔记一:数组

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数组是存放在连续内存空间上的相同类型数据的集合。

关键词:连续内存空间

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二分查找

主要有两种二分查找,一种是左闭右闭,即[left, right], 另一种是左闭右开, 即[left, right)

第一种情况下 while循环的条件是 left <= right
第二种情况下 while循环的条件是 left < right
且当 arr[mid] > target时, right = mid,而不是等于 mid - 1.

27. 移除元素

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给你一个数组 nums 和一个值 val,你需要 原地 移除所有数值等于 val 的元素,并返回移除后数组的新长度。

不要使用额外的数组空间,你必须仅使用 O(1) 额外空间并原地修改输入数组。

元素的顺序可以改变。你不需要考虑数组中超出新长度后面的元素。

示例 1: 给定 nums = [3,2,2,3], val = 3, 函数应该返回新的长度 2, 并且 nums 中的前两个元素均为 2。 你不需要考虑数组中超出新长度后面的元素。

示例 2: 给定 nums = [0,1,2,2,3,0,4,2], val = 2, 函数应该返回新的长度 5, 并且 nums 中的前五个元素为 0, 1, 3, 0, 4。

你不需要考虑数组中超出新长度后面的元素。

//时间复杂度:O(n)
//空间复杂度:O(1)
var removeElement = (nums, val) => {
    let k = 0;
    for(let i = 0;i < nums.length;i++){
        if(nums[i] != val){
            nums[k++] = nums[i]
        }
    }
    return k;
};

(原文js代码)

主要思路还是快慢双指针,调用库函数可以用filter
更正:filter不会改变原数组,因此不能使用。除此之外,使用库函数会有无法判断时间复杂度的缺陷,因为不了解库函数的源代码。

//优化 题意是可以不考虑数组元素的顺序
//当数组是[1,2,3,4,5],需要删除的元素是1的时候,如果直接删除,则需要不断将1之后的元素都向前移动一位
//当数组长度很大的时候比较消耗性能
//我们我们直接让right初始化在nums.length的位置 left初始化在0号位置
//当left<right的时候 循环数组
//当nums[left] === val的时候,用right-1的位置覆盖left的位置指向的元素,然后向左移动right
//当nums[left] !== val的时候,说明当前元素不需要覆盖,直接让left++

//例: [1,2,3,4,5],  val=1
// [5,2,3,4,5]


/**
 * @param {number[]} nums
 * @param {number} val
 * @return {number}
 */
var removeElement = function(nums, val) {
    let right = nums.length - 1
    let left = 0
    while(left <= right){
        if(nums[left] == val){
            nums[left] = nums[right]
            right--
        }else{
            left++
        }
    }
    return left
};

在写这段代码的时候遇到了一个问题:while循环的判断条件。总结出来与二分查找的情况一样,当right指向length - 1的时候,即左闭右闭区间,此时判断条件为left <= right
当right = length, 即左闭右开区间,此时判断条件left < right, 因为此时left = right是没有意义的。

977.有序数组的平方

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给你一个按 非递减顺序 排序的整数数组 nums,返回 每个数字的平方 组成的新数组,要求也按 非递减顺序 排序。

示例 1: 输入:nums = [-4,-1,0,3,10] 输出:[0,1,9,16,100] 解释:平方后,数组变为 [16,1,0,9,100],排序后,数组变为 [0,1,9,16,100]

示例 2: 输入:nums = [-7,-3,2,3,11] 输出:[4,9,9,49,121]

双指针法

数组其实是有序的, 只不过负数平方之后可能成为最大数了。

那么数组平方的最大值就在数组的两端,不是最左边就是最右边,不可能是中间。

此时可以考虑双指针法了,i指向起始位置,j指向终止位置。

定义一个新数组result,和A数组一样的大小,让k指向result数组终止位置。

如果A[i] * A[i] < A[j] * A[j] 那么result[k--] = A[j] * A[j]; 。

如果A[i] * A[i] >= A[j] * A[j] 那么result[k--] = A[i] * A[i]; 。

如动画所示:

/**
 * @param {number[]} nums
 * @return {number[]}
 */
var sortedSquares = function(nums) {
    let n = nums.length;
    let res = new Array(n).fill(0);
    let i = 0, j = n - 1, k = n - 1;
    while (i <= j) {
        let left = nums[i] * nums[i],
            right = nums[j] * nums[j];
        if (left < right) {
            res[k--] = right;
            j--;
        } else {
            res[k--] = left;
            i++;
        }
    }
    return res;
};

(原文js代码)

调用map库函数然后sort(),记得sort必须写回调函数,不写的话sort是转换成字符串后比较的。

209.长度最小的子数组

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给定一个含有 n 个正整数的数组和一个正整数 s ,找出该数组中满足其和 ≥ s 的长度最小的 连续 子数组,并返回其长度。如果不存在符合条件的子数组,返回 0。

示例:

输入:s = 7, nums = [2,3,1,2,4,3] 输出:2 解释:子数组 [4,3] 是该条件下的长度最小的子数组。

#暴力解法

这道题目暴力解法当然是 两个for循环,然后不断的寻找符合条件的子序列,时间复杂度很明显是O(n^2)。

代码如下:

class Solution {
public:
    int minSubArrayLen(int s, vector<int>& nums) {
        int result = INT32_MAX; // 最终的结果
        int sum = 0; // 子序列的数值之和
        int subLength = 0; // 子序列的长度
        for (int i = 0; i < nums.size(); i++) { // 设置子序列起点为i
            sum = 0;
            for (int j = i; j < nums.size(); j++) { // 设置子序列终止位置为j
                sum += nums[j];
                if (sum >= s) { // 一旦发现子序列和超过了s,更新result
                    subLength = j - i + 1; // 取子序列的长度
                    result = result < subLength ? result : subLength;
                    break; // 因为我们是找符合条件最短的子序列,所以一旦符合条件就break
                }
            }
        }
        // 如果result没有被赋值的话,就返回0,说明没有符合条件的子序列
        return result == INT32_MAX ? 0 : result;
    }
};

时间复杂度:O(n^2) 空间复杂度:O(1)

#滑动窗口

接下来就开始介绍数组操作中另一个重要的方法:滑动窗口

所谓滑动窗口,就是不断的调节子序列的起始位置和终止位置,从而得出我们要想的结果

这里还是以题目中的示例来举例,s=7, 数组是 2,3,1,2,4,3,来看一下查找的过程:

209.长度最小的子数组

最后找到 4,3 是最短距离。

其实从动画中可以发现滑动窗口也可以理解为双指针法的一种!只不过这种解法更像是一个窗口的移动,所以叫做滑动窗口更适合一些。

在本题中实现滑动窗口,主要确定如下三点:

  • 窗口内是什么?
  • 如何移动窗口的起始位置?
  • 如何移动窗口的结束位置?

窗口就是 满足其和 ≥ s 的长度最小的 连续 子数组。

窗口的起始位置如何移动:如果当前窗口的值大于s了,窗口就要向前移动了(也就是该缩小了)。

窗口的结束位置如何移动:窗口的结束位置就是遍历数组的指针,窗口的起始位置设置为数组的起始位置就可以了。

解题的关键在于 窗口的起始位置如何移动,如图所示:

leetcode_209

var minSubArrayLen = function(target, nums) {
    // 长度计算一次
    const len = nums.length;
    let l = r = sum = 0, 
        res = len + 1; // 子数组最大不会超过自身
    while(r < len) {
        sum += nums[r++];
        // 窗口滑动
        while(sum >= target) {
            // r始终为开区间 [l, r)
            res = res < r - l ? res : r - l;
            sum-=nums[l++];
        }
    }
    return res > len ? 0 : res;
};

可以发现滑动窗口的精妙之处在于根据当前子序列和大小的情况,不断调节子序列的起始位置。从而将O(n^2)暴力解法降为O(n)。

剑指 Offer 03. 数组中的重复元素

leetcode.cn/problems/sh…
找出数组中重复的数字。
在一个长度为 n 的数组 nums 里的所有数字都在 0~n-1 的范围内。数组中某些数字是重复的,但不知道有几个数字重复了,也不知道每个数字重复了几次。请找出数组中任意一个重复的数字。
示例 1:
输入:
[2, 3, 1, 0, 2, 5, 3] 输出:2 或 3
限制:
2 <= n <= 100000

哈希表解法

// 时间空间都是O(n)
var findRepeatNumber = function (nums) {
    let map = new Map()
    for (let i = 0; i < nums.length; i++) {
        if (!map.has(nums[i])) {
            map.set(nums[i], i)
        } else if (map.has(nums[i])) {
            return nums[i]
        }
    }
};
// 时间O(n) 空间O(1)
var findRepeatNumber = function(nums) {
    let len = nums.length
    for(let i = 0; i < len; i++) {
        // 获取当前元素
        let k = nums[i]
        // 如果这个元素已经是负数了 说明它已经被改变过 那么把它变回来 然后就能找到重复的那个数,再返回就可以了
        if(k < 0) k += len
        // 把当前元素作为下标,如果有重复的元素,那么都会指向相同的元素。
        if(nums[k] < 0) return k
        // 把当前元素作为下标指向的元素变为负数
        nums[k] -= len
    }
    return -1
};

剑指offer 04. 二维数组中的查找

(leetcode.cn/problems/er…

双for循环暴力解。