夯实算法-16.有多少小于当前数字的数字

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题目:LeetCode

给你一个数组 nums,对于其中每个元素 nums[i],请你统计数组中比它小的所有数字的数目。

换而言之,对于每个 nums[i] 你必须计算出有效的 j 的数量,其中 j 满足 j != i 且 nums[j] < nums[i] 。

以数组形式返回答案。

示例 1:

输入:nums = [8,1,2,2,3]
输出:[4,0,1,1,3]
解释: 
对于 nums[0]=8 存在四个比它小的数字:(1,2,2 和 3)。 
对于 nums[1]=1 不存在比它小的数字。
对于 nums[2]=2 存在一个比它小的数字:(1)。 
对于 nums[3]=2 存在一个比它小的数字:(1)。 
对于 nums[4]=3 存在三个比它小的数字:(1,2 和 2)。

示例 2:

输入: nums = [6,5,4,8]
输出: [2,1,0,3]

示例 3:

输入: nums = [7,7,7,7]
输出: [0,0,0,0]

提示:

  • 2 <= nums.length <= 500
  • 0 <= nums[i] <= 100

解题思路

根据题意其实很直接就会想到先将数组排序好,再用二分法查找,是不错的方法。

  • 创建临时数组来存放排序后的数组
  • 直接调Java 标准API 对数组进行排序,注意这里题中没指出元素是否重复,但事实上是否重复并不影响
  • 二分法查找的实现难度并不大
  • 对排序好的数组,调用二分查找满足条件的元素存入数组

就是排序 + 二分查找相结合来解本题。

代码实现

public int[] smallerNumbersThanCurrent(int[] nums) {
    int[] tmp=new int[nums.length];  // 创建一个临时数组 存放排序后的新数组
    System.arraycopy(nums, 0, tmp, 0, tmp.length);  // copy数据
    Arrays.sort(tmp); // 调Java API排序
    for(int i=0; i<nums.length; i++){
        nums[i]=binarySearch(tmp, nums[i]);  // 对排序好的数组 二分法查找元素
    }
    return nums;
}

// 二分法查找
int binarySearch(int[] tmp, int target){
    int left=0, right=tmp.length-1; // 定义左右下标
    while(left<right){
        int mid=left+(right-left)/2;  // 取中间数下标值
        if(tmp[mid]<target){
            left=mid+1;
        }else{
            right=mid;
        }
    }
    return left;
}

运行结果

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复杂度分析

  • 时间复杂度:O(NlogN)O(NlogN),其中 NN 为数组的长度
  • 空间复杂度:O(N)O(N)

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