数组-双指针算法、滑动窗口、螺旋矩阵

ycr
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双指针算法（其它类型）

leetcode.977

  • 链接leetcode.cn/problems/sq…
  • 解题方法：有序数组的平方最大值一定在数组的两侧
    i指针从前向后遍历，j指针从后向前遍历，k指针用来存储新数组放置在数组前后均可（本题题解放在数组末尾）
    将nums[i]的平方与nums[j]的平方作比较，k指针将较大的数存到答案数组当中，同时移动较大的数的指针和k的指针
    如果将k指针放在数组首位则将k指针将较小的数存到答案数组当中，同时移动较小的数的指针和k的指针
  • leetcode解题代码
class Solution {
public:
    vector<int> sortedSquares(vector<int>& nums) {
        int n = nums.size();
        vector<int>res(n);
        for (int i = 0, j = n - 1, k = n - 1; i <= j;){
            if (nums[i] * nums[i] > nums[j] * nums[j]){
                res[k] = nums[i] * nums[i];
                i ++, k --;
            }
            else{
                res[k] = nums[j] * nums[j];
                j --, k --;
            }
        }
        return res;
    }
};
  • ACM模式调试

输入
第一行输入n表示数组长度
第二行输入表示原数组

-4 -1 0 3 10

输出

0 1 9 16 100

调试代码

#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;

int main()
{
    int n;
    cin >> n;
    vector<int> nums(n);
    for (int i = 0; i < n; i ++) cin >> nums[i];
    
    vector<int> res(n);
    for (int i = 0, j = n - 1, k = n - 1; i <= j;){
        if (nums[i] * nums[i] > nums[j] * nums[j]){
            res[k] = nums[i] * nums[i];
            i ++, k --;
        }
        else{
            res[k] = nums[j] * nums[j];
            j --, k --;
        }
    }
    
    for (auto c: res){
        cout << c << ' ';
    }
    return 0;
}

滑动窗口算法

leetcode.209

  • 链接leetcode.cn/problems/mi…
  • 解题方法：由于均为正整数，如果找到一段[j, i]满足条件的最小段，当i向右移动时，j同时要向右移动
    将i，j指针同时放在数组首位，i指针向后移动并用sum记录nums[i]的总和
    当sum-nums[j]>=target时说明j指针可以跟随i向右移动
    当满足sum>=target时，用res记录[j, i]长度
  • leetcode解题代码
class Solution {
public:
    int minSubArrayLen(int target, vector<int>& nums) {
        int sum = 0, res = INT_MAX;
        for (int i = 0, j = 0; i < nums.size(); i ++){
            sum += nums[i];
            while (sum - nums[j] >= target){
                sum -= nums[j];
                j ++;
            }
            if (sum >= target) res = min(res, i - j + 1);
        }
        if (res == INT_MAX) return 0;
        return res;
    }
};
  • ACM模式调试

输入
第一行输入n表示数组长度，target表示目标值
第二行输入表示原数组

6 7
2 3 1 2 4 3

输出

2

调试代码

#include <iostream>
#include <vector>
#include <climits>

using namespace std;

int main()
{
    int n, target;
    cin >> n >> target;
    vector<int> nums(n);
    for (int i = 0; i < n; i ++) cin >> nums[i];
    
    int sum = 0, res = INT_MAX;
    for (int i = 0, j = 0; i < n; i ++){
        sum += nums[i];
        while (sum - nums[j] >= target){
            sum -= nums[j];
            j ++;
        }
        if (sum >= target) res = min(res, i - j + 1);
    }
    if (res == INT_MAX) cout << 0 << endl;
    else cout << res << endl;

    return 0;
}

leetcode.3

  • 链接leetcode.cn/problems/lo…
  • 解题方法：与上题类似，需要用一个哈希表存储[j, i]段中字符
  • leetcode解题代码
class Solution {
public:
    int lengthOfLongestSubstring(string s) {
        int res = 0;
        unordered_map<char, int> cnt;
        for (int i = 0, j = 0; i < s.size(); i ++){
            cnt[s[i]] ++;
            while (cnt[s[i]] > 1){
                cnt[s[j]] --;
                j ++;
            }
            res = max(res, i - j + 1);
        }
        return res;
    }
};
  • ACM模式调试

输入
第一行输入表示字符串s

abcabcbb

输出

3

调试代码

#include <iostream>
#include <string>
#include <unordered_map>

using namespace std;

int main()
{
    string s;
    getline(cin, s);
    
    int res = 0;
    unordered_map<char, int> cnt;
    for (int i = 0, j = 0; i < s.size(); i ++){
        cnt[s[i]] ++;
        while (cnt[s[i]] > 1){
            cnt[s[j]] --;
            j ++;
        }
        res = max(res, i - j + 1);
    }
    cout << res << endl;
    
    return 0;
}

leetcode.904

  • 链接leetcode.cn/problems/fr…
  • 解题方法：本题题意与上题类似，需要用一个哈希表存储[j, i]段中字符出现的次数，同时还要记录水果的种类，题目要求水果种类不超过2
  • leetcode解题代码
class Solution {
public:
    int totalFruit(vector<int>& fruits) {
        int res = 0, type = 0;// res记录答案，type表示水果的种类
        unordered_map<int, int> cnt;// cnt记录字符出现的次数
        for (int i = 0, j = 0; i < fruits.size(); i ++){
            cnt[fruits[i]] ++;
            if (cnt[fruits[i]] == 1) type ++;// 如果字符第一次出现说明是一种水果
            while (type > 2){
                cnt[fruits[j]] --;
                if (cnt[fruits[j]] == 0) type --;
                j ++;
            }
            res = max(res, i - j + 1);
        }
        return res;
    }
};
  • ACM模式调试

输入
第一行n表示fruits数组长度
第二行表示fruits数组

3
1 2 2

输出

3

调试代码

#include <iostream>
#include <vector>
#include <unordered_map>

using namespace std;

int main()
{
    int n;
    cin >> n;
    vector<int> fruits(n);
    for (int i = 0; i < n; i ++) cin >> fruits[i];

    int res = 0, type = 0;
    unordered_map<int, int> cnt;
    for (int i = 0, j = 0; i < n; i ++){
        cnt[fruits[i]] ++;
        if (cnt[fruits[i]] == 1) type ++;
        while (type > 2){
            cnt[fruits[j]] --;
            if (cnt[fruits[j]] == 0) type --;
            j ++;
        }
        res = max(res, i - j + 1);
    }
    cout << res << endl;
    
    return 0;
}

leetcode.76

  • 链接leetcode.cn/problems/mi…
  • 解题方法：本题题意与上题类似，需要用两个哈希表分别存储两个字符串
    最后输出结果的时候需要特判
  • leetcode解题代码
class Solution {
public:
    string minWindow(string s, string t) {
        string res;
        int cnt = 0;// 有效字符的数量
        unordered_map<char, int> hs, ht;
        for (auto c: t) ht[c] ++;

        for (int i = 0, j = 0; i < s.size(); i ++){
            hs[s[i]] ++;
            if (hs[s[i]] <= ht[s[i]]) cnt ++;// 是一个有效字符
            while (hs[s[j]] > ht[s[j]]){
                hs[s[j]] --;
                j ++;
            }
            if (cnt == t.size()){
                if (res.empty() || i - j + 1 < res.size())
                    res = s.substr(j, i - j + 1);
            }
        }
        return res;
    }
};
  • ACM模式调试 与leetcode.3类似

螺旋矩阵

leetcode.54

  • 链接leetcode.cn/problems/sp…
  • 解题方法： 从左上角出发，按照顺时针顺序分别是向右向下向左向上，如果初始坐标为（0，0）
    向右（0，1）向下（1，0）向左（0，-1）向上（-1，0）
    所以x有四个取值{0, 1, 0, -1}，y有四个取值{1, 0, -1, 0}
    按照每一个方向一直走，走到不能走为止
    不能走有两种可能：1.出界 2.走到已经走过的位置
  • leetcode解题代码
class Solution {
public:
    vector<int> spiralOrder(vector<vector<int>>& matrix) {
        vector<int> res;
        int n = matrix.size();
        int m = matrix[0].size();
        vector<vector<bool>> st(n, vector<bool>(m));

        int dx[] = {0, 1, 0, -1}, dy[] = {1, 0, -1, 0};
        for (int i = 0, x = 0, y = 0, d = 0; i < n * m; i ++){
            res.push_back(matrix[x][y]);
            st[x][y] = true;

            int a = x + dx[d], b = y + dy[d];
            if (a < 0 || a >= n || b < 0 || b >= m || st[a][b]){
                d = (d + 1) % 4;
                a = x + dx[d], b = y + dy[d];
            }
            x = a, y = b;
        }
        return res;
    }
};
  • ACM模式调试

输入
第一行表示n行m列向量
后面n行m列表示向量的值

3 3
1 2 3
4 5 6
7 8 9

输出

1 2 3 6 9 8 7 4 5

调试代码

#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;

int main(){
    int n, m;
    cin >> n >> m;
    int metrix[n][m];
    for (int i = 0; i < n; i ++){
        for (int j = 0; j < m; j ++){
            cin >> metrix[i][j];
        }
    }
    
    vector<vector<bool>> st(n, vector<bool>(m));
    vector<int> res;
    
    int dx[] = {0, 1, 0, -1}, dy[] = {1, 0, -1, 0};
    
    for (int i = 0, x = 0, y = 0, d = 0; i < n*m; i ++){
        res.push_back(metrix[x][y]);
        st[x][y] = true;
        
        int a = x + dx[d], b = y + dy[d];
        if (a < 0 || a >= n || b < 0 || b >= m || st[a][b]){
            d = (d + 1) % 4;
            a = x + dx[d], b = y + dy[d]; 
        }
        x = a, y = b;
    }
    
    for (auto c: res){
        cout << c << ' ';
    }
    return 0;
}

leetcode.59

class Solution {
public:
    vector<vector<int>> generateMatrix(int n) {
        vector<vector<int>> res(n, vector<int>(n));
        int dx[] = {0, 1, 0, -1}, dy[] = {1, 0, -1, 0};

        for (int i = 1, x = 0, y = 0, d = 0; i <= n * n; i ++){
            res[x][y] = i;
            int a = x + dx[d], b = y + dy[d];
            if (a < 0 || a >= n || b < 0 || b >= n || res[a][b]){
                d = (d + 1) % 4;
                a = x + dx[d], b = y + dy[d];
            }
            x = a, y = b;
        }
        return res;
    }
};
  • ACM模式调试 与上一题类似

解题参考：www.acwing.com/
刷题顺序参考：www.programmercarl.com/

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