前端算法系列-数组-Day01

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今日学习-数组理论基础

704 二分查找

题目不难,重点要理解左闭右闭和左闭右开两种写法及原理

引用代码随想录的解释:

这道题目的前提是数组为有序数组,同时题目还强调数组中无重复元素,因为一旦有重复元素,使用二分查找法返回的元素下标可能不是唯一的,这些都是使用二分法的前提条件,当大家看到题目描述满足如上条件的时候,可要想一想是不是可以用二分法了。

二分查找涉及的很多的边界条件,逻辑比较简单,但就是写不好。例如到底是 while(left < right) 还是 while(left <= right),到底是right = middle呢,还是要right = middle - 1呢?

大家写二分法经常写乱,主要是因为对区间的定义没有想清楚,区间的定义就是不变量。要在二分查找的过程中,保持不变量,就是在while寻找中每一次边界的处理都要坚持根据区间的定义来操作,这就是循环不变量规则。

写二分法,区间的定义一般为两种,左闭右闭即[left, right],或者左闭右开即[left, right)。

第一种写法,我们定义 target 是在一个在左闭右闭的区间里,也就是[left, right] (这个很重要非常重要)

区间的定义这就决定了二分法的代码应该如何写,因为定义target在[left, right]区间,所以有如下两点:

  • while (left <= right) 要使用 <= ,因为left == right是有意义的,所以使用 <=
  • if (nums[middle] > target) right 要赋值为 middle - 1,因为当前这个nums[middle]一定不是target,那么接下来要查找的左区间结束下标位置就是 middle - 1

如果说定义 target 是在一个在左闭右开的区间里,也就是[left, right) ,那么二分法的边界处理方式则截然不同。

有如下两点:

  • while (left < right),这里使用 < ,因为left == right在区间[left, right)是没有意义的
  • if (nums[middle] > target) right 更新为 middle,因为当前nums[middle]不等于target,去左区间继续寻找,而寻找区间是左闭右开区间,所以right更新为middle,即:下一个查询区间不会去比较nums[middle]
// 左闭右闭  []
var search = function(nums, target) {
    let ans = -1
    let left = 0
    let right = nums.length - 1
    let mid = 0
    while(left <= right){
        mid = Math.floor((left + right)/2)
        if(nums[mid]>target){
            right = mid - 1
        }else if(nums[mid]<target){
            left = mid + 1
        }else {
            return mid
        }
    }
    return ans
};
// 左闭右开  [)
var search = function(nums,target){
    let ans = -1
    let left = 0
    let right = nums.length 
    while(left < right){
        mid = Math.floor((left + right)/2)
        if(nums[mid] > target){
            right = mid
        }else if(nums[mid] < target){
            left = mid + 1
        }else{
            return mid
        }
    }
    return ans
}

27 移除元素

这道题很简单,我们可以先用暴力解法来解(n2) 之后可以用双指针来优化

暴力解法:

这里需要注意:for循环的结束条件要使用ans,而不是nums.length

var removeElement = function(nums, val) {
  let ans = nums.length
  for(let i=0;i<ans;i++){
    if(nums[i] === val){
      for(let j=i+1;j<ans;j++){
        nums[j-1] = nums[j]
      }
      ans--
      i--
    }
  }
  return ans
};

双指针优化:

双指针其实优化的就是第二层循环

var removeElement = function(nums, val) {
  let slow = 0
  for(let fast=0;fast<nums.length;fast++){
    if(nums[fast] !== val){
      nums[slow] = nums[fast]
      slow++
    }
  }
  return slow
};

正因为有了快慢指针,我们才能节省出来一层循环移动元素的时间

这里可以思考一下:快慢指针的特性?为什么这道题可以用快慢指针来优化?