算法刷题 -- 数组
经典题目:二分、双指针、滑动窗口、模拟行为
1 数组为空和数组长度为0的区别
int[] array = null; //数组为空,此时array不指向任何对象;
int[] array = new array[0]; //定义一个长度为0的数组;
int[] array = new array[2]; //定义一个长度为2的数组,此时如果数组没有被初始化,默认的值为null;
//一般先判断 nums 是否为空,然后再判断长度是否为0,因为可能报空指针异常
//短路与
if(array == null || array.length == 0)
2 二分查找
出处:https://leetcode-cn.com/problems/binary-search
给定一个 n 个元素有序的(升序)整型数组 nums
和一个目标值 target
,写一个函数搜索 nums
中的 target
,如果目标值存在返回下标,否则返回 -1。
示例 1:
输入: nums = [-1,0,3,5,9,12], target = 9
输出: 4
解释: 9 出现在 nums 中并且下标为 4
示例 2:
输入: nums = [-1,0,3,5,9,12], target = 2
输出: -1
解释: 2 不存在 nums 中因此返回 -1
提示:
你可以假设 nums 中的所有元素是不重复的。
n 将在 [1, 10000]之间。
nums 的每个元素都将在 [-9999, 9999]之间。
解题:
class Solution {
public int search(int[] nums, int target) {
if(nums == null || nums.length == 0){
return -1;
}
int low=0, mid=nums.length/2, high=nums.length-1;
while(low <= high) {
if(nums[mid] > target) {
high = mid - 1;
mid = (high + low) / 2;
} else if(nums[mid] < target) {
low = mid + 1;
mid = (high + low) / 2;
} else {
return mid;
}
}
return -1;
}
}
3 双指针
出处:移除元素
相似题目:26. 删除有序数组中的重复项 - 力扣(LeetCode) (leetcode-cn.com)
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。
说明:
为什么返回数值是整数,但输出的答案是数组呢?
请注意,输入数组是以「引用」方式传递的,这意味着在函数里修改输入数组对于调用者是可见的。
你可以想象内部操作如下:
// nums 是以“引用”方式传递的。也就是说,不对实参作任何拷贝
int len = removeElement(nums, val);
// 在函数里修改输入数组对于调用者是可见的。
// 根据你的函数返回的长度, 它会打印出数组中 该长度范围内 的所有元素。
for (int i = 0; i < len; i++) {
print(nums[i]);
}
示例 1:
输入:nums = [3,2,2,3], val = 3
输出:2, nums = [2,2]
解释: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。例如,函数返回的新长度为 2 ,而 nums = [2,2,3,3] 或 nums = [2,2,0,0],也会被视作正确答案。
示例 2:
输入:nums = [0,1,2,2,3,0,4,2], val = 2
输出:5, nums = [0,1,4,0,3]
解释: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。注意这五个元素可为任意顺序。你不需要考虑数组中超出新长度后面的元素。
提示:
0 <= nums.length <= 100
0 <= nums[i] <= 50
0 <= val <= 100
解题:双指针法
class Solution {
public int removeElement(int[] nums, int val) {
if(nums == null || nums.length == 0) {
return 0;
}
int before=0, after=0;
while(before < nums.length) {
if(nums[before] == val) {
before++;
} else {
nums[after] = nums[before];
after++;
before++;
}
}
return after;
}
}
4 有序数组的平方
出处:https://leetcode-cn.com/problems/squares-of-a-sorted-array
相似题目:88. 合并两个有序数组 - 力扣(LeetCode) (leetcode-cn.com)
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]
提示:
1 <= nums.length <= 104
-104 <= nums[i] <= 104
nums 已按 非递减顺序 排序
进阶:
请你设计时间复杂度为 O(n)
的算法解决本问题。
解题:
class Solution {
public int[] sortedSquares(int[] nums) {
if(nums == null || nums.length == 0) {
return null;
}
int[] result = new int[nums.length];
int left=0, right=nums.length-1;
//从后向前添加元素
//双指针遍历之前的数组
for(int i=nums.length-1;i>=0;i--) {
if(nums[left]*nums[left] >= nums[right]*nums[right]) {
result[i] = nums[left] * nums[left];
left++;
} else {
result[i] = nums[right] * nums[right];
right--;
}
}
return result;
}
}
//空间复杂度O(1),不包括记录结果的数组
//时间复杂度O(n)
5 滑动窗口
出处:长度最小的子数组
给定一个含有 n
个正整数的数组和一个正整数 target
。
找出该数组中满足其和 ≥ target 的长度最小的 连续子数组 [numsl, numsl+1, ..., numsr-1, numsr]
,并返回其长度。如果不存在符合条件的子数组,返回 0 。
示例 1:
输入:target = 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。
示例 2:
输入:target = 4, nums = [1,4,4]
输出:1
示例 3:
输入:target = 11, nums = [1,1,1,1,1,1,1,1]
输出:0
提示:
1 <= target <= 109
1 <= nums.length <= 105
1 <= nums[i] <= 105
进阶:
如果你已经实现 O(n)
时间复杂度的解法, 请尝试设计一个 O(n log(n))
时间复杂度的解法。
解题:
class Solution {
public int minSubArrayLen(int target, int[] nums) {
int sum = 0, result = Integer.MAX_VALUE;
int end = 0, start = 0;
if(nums == null || nums.length == 0) {
return 0;
}
while(end < nums.length) {
sum += nums[end];
while(sum >= target) {
result = Math.min(result, end-start+1);
sum -= nums[start];
start++;
}
end++;
/* if(sum < target) {
end++;
} else {
result = Math.min(result, end-start+1);
sum -= nums[start];
start++;
}
*/
}
return result == Integer.MAX_VALUE ? 0 : result;
}
}
6 模拟行为
出处:螺旋矩阵 II
给你一个正整数 n
,生成一个包含 1
到 n^2 所有元素,且元素按顺时针顺序螺旋排列的 n x n
正方形矩阵 matrix 。
示例 1:
输入:n = 3
输出:[[1,2,3],[8,9,4],[7,6,5]]
示例 2:
输入:n = 1
输出:[[1]]
提示:
1 <= n <= 20
解题:四个指针向中心收缩
class Solution {
public int[][] generateMatrix(int n) {
int left=0, right=n-1;
int top=0, bottom=n-1;
int[][] ans = new int[n][n];
int num = 1;
while(left<=right) {
for(int i=left;i<right;i++) {
ans[top][i] = num;
num++;
}
for(int j=top;j<bottom;j++) {
ans[j][right] = num;
num++;
}
for(int k=right;k>left;k--) {
ans[bottom][k] = num;
num++;
}
for(int l=bottom;l>top;l--) {
ans[l][left] = num;
num++;
}
right--;
left++;
top++;
bottom--;
}
if(n%2 != 0) {
ans[n/2][n/2] = num;
}
return ans;
}
}
相似题目:螺旋矩阵
给你一个 m 行 n 列的矩阵 matrix ,请按照 顺时针螺旋顺序 ,返回矩阵中的所有元素。
示例 1:
输入:matrix = [[1,2,3],[4,5,6],[7,8,9]]
输出:[1,2,3,6,9,8,7,4,5]
示例 2:
输入:matrix = [[1,2,3,4],[5,6,7,8],[9,10,11,12]]
输出:[1,2,3,4,8,12,11,10,9,5,6,7]
提示:
m == matrix.length
n == matrix[i].length
1 <= m, n <= 10
-100 <= matrix[i][j] <= 100
解题:
class Solution {
public List<Integer> spiralOrder(int[][] matrix) {
int left=0, right=matrix[0].length-1;
int top=0, bottom=matrix.length-1;
List<Integer> ans = new LinkedList<>();
while(left<=right && top<=bottom) {
for(int i=left;i<=right;i++) ans.add(matrix[top][i]);
top++;
for(int j=top;j<=bottom;j++) ans.add(matrix[j][right]);
right--;
for(int k=right;k>=left&&top<=bottom;k--) ans.add(matrix[bottom][k]);
bottom--;
for(int l=bottom;l>=top&&left<=right;l--) ans.add(matrix[l][left]);
left++;
}
return ans;
}
}