倒排索引交集问题 | 豆包MarsCode AI刷题

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AI刷题实践记录与工具使用分析:倒排索引问题

随着搜索引擎技术的普及,“倒排索引”成为文本处理领域的核心技术之一。AI刷题工具通过精选真题功能,让学习者能够系统掌握倒排索引及其相关算法。本文以一道“倒排索引交集问题”为例,详细分析AI刷题工具的功能亮点,并结合代码深度解析该问题的解决思路,探讨AI刷题工具如何在学习实践中发挥其独特价值。


功能亮点:云端编辑器的独特价值

AI刷题工具的“云端编辑器”功能是提升学习体验的关键之一,它通过高效的开发环境,帮助学习者快速实现、调试和优化代码。以下是云端编辑器在刷题实践中的具体优势:

  1. 即时编译与反馈
    云端编辑器允许用户实时编写代码并立即查看运行结果。对于复杂算法,学习者可以在提交前多次测试不同输入输出,避免无效提交。
  2. 多语言支持
    云端编辑器支持多种编程语言,满足学习者的个性化需求。在本文实践中,C++作为高效语言得以充分发挥其在数据处理中的性能优势。
  3. 历史记录与版本管理
    云端编辑器自动保存代码版本,方便学习者回顾解决思路的变化过程。这对复杂问题的分步优化具有重要意义。
  4. 交互式调试功能
    借助云端编辑器,用户可以逐步调试代码,定位算法中的逻辑漏洞。例如,在倒排索引问题中,我们可以逐步检查两个倒排链交集的生成过程,确保算法逻辑正确。

问题描述与刷题实践

问题背景

倒排索引是搜索引擎的基础技术,用于快速定位包含指定关键词的文档。本题模拟了倒排索引的核心功能:在两个倒排链中找到交集,并按照从大到小的顺序返回。

问题描述

给定两个倒排链(升序排列的帖子ID列表),找到它们的交集,并将结果按照从大到小的顺序返回。

测试样例

  1. 输入:a = [1, 2, 3, 7], b = [2, 5, 7]
    输出:[7, 2]
  2. 输入:a = [1, 4, 8, 10], b = [2, 4, 8, 10]
    输出:[10, 8, 4]
  3. 输入:a = [3, 5, 9], b = [1, 4, 6]
    输出:[]
  4. 输入:a = [1, 2, 3], b = [1, 2, 3]
    输出:[3, 2, 1]

问题分析

核心思想

  1. 双指针法

    • 利用倒排链的升序特性,双指针法能够以线性时间复杂度完成两个链表的交集计算。
    • 两个指针分别从两个列表的末尾开始,如果元素相等,则将其加入交集结果并同时向前移动指针;否则,将较大的元素对应的指针向前移动。
  2. 交集按从大到小排序

    • 双指针法从末尾开始比较,因此交集结果天然按照从大到小的顺序排列,无需额外排序。

算法优点

  • 时间复杂度:O(min⁡(m,n))O(\min(m, n))O(min(m,n)),其中 mmm 和 nnn 分别为两个倒排链的长度。
  • 空间复杂度:仅需常数空间存储指针与结果列表。

代码实现与深度解析

以下为C++代码实现,采用双指针法解决问题:

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

vector<int> solution(vector<int>& a, vector<int>& b) {
    vector<int> result;
    int i = a.size() - 1, j = b.size() - 1;

    // 双指针从末尾向前遍历
    while (i >= 0 && j >= 0) {
        if (a[i] == b[j]) {
            result.push_back(a[i]);
            --i;
            --j;
        } else if (a[i] > b[j]) {
            --i;
        } else {
            --j;
        }
    }
    return result;
}

int main() {
    vector<int> a1 = {1, 2, 3, 7};
    vector<int> b1 = {2, 5, 7};
    vector<int> res1 = solution(a1, b1);
    for (int num : res1) cout << num << " "; // 输出: 7 2
    cout << endl;

    vector<int> a2 = {1, 4, 8, 10};
    vector<int> b2 = {2, 4, 8, 10};
    vector<int> res2 = solution(a2, b2);
    for (int num : res2) cout << num << " "; // 输出: 10 8 4
    cout << endl;

    vector<int> a3 = {3, 5, 9};
    vector<int> b3 = {1, 4, 6};
    vector<int> res3 = solution(a3, b3);
    for (int num : res3) cout << num << " "; // 输出: (空)
    cout << endl;

    vector<int> a4 = {1, 2, 3};
    vector<int> b4 = {1, 2, 3};
    vector<int> res4 = solution(a4, b4);
    for (int num : res4) cout << num << " "; // 输出: 3 2 1
    cout << endl;

    return 0;
}

代码详解

  1. 初始化与变量定义

    vector<int> result;
    int i = a.size() - 1, j = b.size() - 1;
    
    • result存储交集结果。
    • ij为指针,分别初始化为两个列表的末尾索引。
  2. 双指针遍历

    while (i >= 0 && j >= 0) {
        if (a[i] == b[j]) {
            result.push_back(a[i]);
            --i;
            --j;
        } else if (a[i] > b[j]) {
            --i;
        } else {
            --j;
        }
    }
    
    • a[i]b[j]相等时,记录结果并同时移动两个指针。
    • a[i] > b[j]时,向前移动指针i
    • a[i] < b[j]时,向前移动指针j
  3. 返回结果

    return result;
    

    返回从大到小排列的交集结果。


实践总结与个人思考

在实践过程中,AI刷题工具通过云端编辑器和即时反馈功能,帮助我高效完成了代码实现和优化。以下是我在刷题过程中得到的启发:

  1. 对双指针法的深入理解

    • 起初我尝试用暴力法求解,但复杂度过高,效率低下。通过工具推荐的算法解析,我掌握了如何利用双指针优化交集计算。
    • 双指针法不仅适用于本题,还可扩展到许多其他场景,如两个有序数组的合并。
  2. 代码调试与优化

    • 云端编辑器的即时反馈让我迅速发现逻辑错误,例如初始指针索引越界的情况。
    • 工具还提示我注意结果的顺序问题,并引导我验证样例的边界情况。
  3. 系统化算法训练

    • 本题作为基础问题,AI工具随后推荐了更复杂的倒排索引交并集问题,例如支持多个关键词的交集计算,让我在实践中逐步提升能力。
  4. 性能与工程化思维

    • 在本题中,我学习到如何通过数据结构(有序列表)和算法(双指针)的结合高效解决实际问题。
    • 工具还引导我思考如何将本算法扩展到更大的数据集,培养了工程化思维。

结论与展望

通过本次刷题实践,我不仅掌握了倒排索引的核心算法,还充分体会到AI刷题工具在学习中的价值。云端编辑器的高效开发环境,让我快速实现、验证和优化代码,而即时反馈功能帮助我深刻理解算法思想并逐步提升