数据结构之数组练习

杨利霞

数据结构之数组练习
; D8 L+ F  M, ?4 c1.leetcode704
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。

题解：升序 数组
2 |- v$ v& K: s' i
方法:   二分法
. F0 o* c) Z* D$ N; |% r, r; Q
思想:定义查找范围[left,right],初始查找范围为mid（（left+right）/2）
" Q6 A3 o7 n4 m0 C6 E! S3 r# ?
3 Z' u2 B0 @% G. @) }( ^6 O8 y/ z  J比较nums[mid]和target的值：

8 b5 Q' Q/ L" U' _7 k$ H如果nums=target，则下标i即为要寻找的下标;

如果nums[列]> target，则target 只可能在下标i的左侧;
" y+ _  f3 O' l# |% _# l- S4 b( Z" _
class Solution {
' E/ _8 x/ r$ J9 h% q5 A7 c2 E1 Dpublic:
7 l& F; s( s! _/ }( _. {8 A( f    int search(vector<int>& nums, int target) {
0 N7 Z2 j/ V% Q+ l5 H3 n. W        //区间[left rigth]
        int left=0;
        int right=nums.size()-1;
        //结束条件 left>rigth
        while(left<=right)
        {
            int middle=left+((right-left)/2);//始终保证 有变量 [left,middle]或[middle rigth]
: g& w4 ?- x4 M. V  m            //[middle+1 right]
0 w* F0 L0 r% m* g            if(nums[middle]<target)
            {
                left=middle+1;
            }
            //[left middle-1]
            else if(nums[middle]>target)
            {
                right=middle-1;
            }
            else{
  G) h0 f( D! D; p5 L5 z9 k. r                return middle;
3 N$ a" f( F& K' ^4 s: ~( K            }
( ]( Y% w  M4 ]; B3 |  w1 g
% U0 K+ A3 ^4 P4 Q  M' t) o        }
1 A6 S2 ?) b5 v! `+ x8 p2 H        return -1;

5 D2 v7 `$ a1 ~; d, F" d    }
" z/ ^* a; V6 J/ A5 X8 K};

$ L4 r7 C: a6 f. K8 O注意：

（1）设立区间为[left, right],终止条件为left>rigth
  (2)   (left + right)/2==int middle = left + ((right - left) / 2)
  (3)    通过改变区间的左右值；复杂度logn

2.leetcode 27移除元素
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。
4 E9 g% G6 a4 ?- o2 n; |, y
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。

+ |. a* ^, a' \' d; g: x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。

示例 1: 给定 nums = [3,2,2,3], val = 3, 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。

示例 2: 给定 nums = [0,1,2,2,3,0,4,2], val = 2, 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。

: D8 r* u: N7 M思路：要知道数组的元素在内存地址中是连续的，不能单独删除数组中的某个元素，只能覆盖。
7 l9 P$ G; y5 h, m# G
" ~' m3 X  Y0 G; q% ]方法：双指针

4 |% A- s& Q6 V) ]* }7 y- v# b# K7 Hclass Solution {
9 G4 G: }% v7 m. b" I& Qpublic:
    int removeElement(vector<int>& nums, int val) {
2 T9 a+ Q' o- L4 L& w! ~5 T           int solwIndex=0;
) y/ _$ t  N2 O: T! M$ V1 K  l/ q           for(int fastIndex=0;fastIndex!=nums.size();fastIndex++)
           {
+ j' M% t) t, Q$ w9 d# Q! g               if(nums[fastIndex]!=val)
  [2 C+ }; G+ r) j0 R! B$ ?2 p& ^               {
                   nums[solwIndex++]=nums[fastIndex];
0 ?( l. y% x2 |               }
           }
1 {( M+ D$ p9 W* l           return solwIndex;
    }
' \% j2 F; O$ V. z! g$ {& ]};
7 O0 L; l& o! S0 ~8 m; ]- F. Dsolwindex:用来覆盖
4 K, a5 B( U0 F8 B2 q
: s# q* ]7 r0 N5 qfastindex:来找删除元素++
- y. ]  p6 L5 ^! a% h& Y( Q, i. i
3.有序数组的平方
给你一个按 非递减顺序 排序的整数数组 A，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。

数组其实是有序的， 只不过负数平方之后可能成为最大数了。
+ F$ f+ k/ G# Q$ f! A. x
- j! C1 n2 |# }& q% F* ]! X* Z那么数组平方的最大值就在数组的两端，不是最左边就是最右边，不可能是中间。

; I$ L* S5 q; C* y% F" C+ `. e此时可以考虑双指针法了，

, z  g( t; F+ Wi指向起始位置(负数)，j指向终止位置（正数）。

1 S/ T+ F  Y* {- c- u定义一个新数组result，和A数组一样的大小，让k指向result数组终止位置。
1 H# Y( s. d" S$ D$ A. D# e( j6 y& z
5 U0 B* }' [3 q3 ^如果A * A < A[j] * A[j] 那么result[k--] = A[j] * A[j]; 。

如果A * A >= A[j] * A[j] 那么result[k--] = A * A;
( G* z' a2 {0 W. |
, a9 C. I+ m8 I: K/ [$ `class Solution {
  Z# S7 l1 H) w* npublic:
. r' k+ l0 ]" E    vector<int> sortedSquares(vector<int>& A) {
        int k=A.size()-1;
        vector<int> result(A.size(),0);
( f0 L% K0 O2 m$ z$ v        for(int i=0,j=A.size()-1;i<=j;)
        {
; H9 s3 A+ l) \* H1 m1 J6 c            //遍历一遍
$ `* f) N5 b5 k            if(A*A<A[j]*A[j])
            {
9 _6 x: [) J' |1 S+ j                result[k--]=A[j]*A[j];
" f3 V: ~, B7 B: Z$ _+ v                j--;
: y4 j$ V) t4 U' a            }
( c; l2 r, X. L7 A0 G! l1 V! g            else
' G7 e: q0 d' I7 w( t            {
1 R" q5 U( U* ^/ B                result[k--]=A*A;
                i++;
            }
" b- [! t; p# f/ y$ j! ]$ w        }
8 {& t' F: r' @0 a0 K7 e/ g4 Z        return result;

; o' p- s2 E: O2 y& w: n    }
3 M8 p! q5 z$ ]9 U( f1 q7 p5 a2 \};

% O* J: W$ q# V, A! ^- a4.长度最小的子数组
0 k% H+ q& ]: N9 `& x给定一个含有 n 个正整数的数组和一个正整数 target 。
) n( n% ~6 G5 Q1 f) K/ t
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 。

方法:滑动窗口法
* J6 k6 `+ y' w: ^" D# F
就是不断的调节子序列的起始位置和终止位置，从而得出我们要想的结果。
" Z. b3 ~; m( M) q% g7 \4 P, H
0 b- O/ P. ?$ W三点重要：
6 y" d# a% h3 p6 c% ]
窗口内是什么？
窗口就是 满足其和 ≥ s 的长度最小的 连续 子数组。
* S' N. P8 }; u" U. \如何移动窗口的起始位置？
+ x  l/ H- A  c. y窗口的起始位置如何移动：如果当前窗口的值大于s了，窗口就要向前移动了
" r/ i+ L% P  C9 P/ g; }如何移动窗口的结束位置？
窗口的结束位置就是遍历数组的指针，也就是for循环里的索引。
/ {7 g' R  [. }  Z
' ?' D$ R( p2 h- W: s 代码如下
( b; t, J" A, s: H, Y
class Solution {
public:
7 F7 c# ]' w; K    int minSubArrayLen(int s, vector<int>& nums) {
. X/ G! R. m; R        int result = INT32_MAX;
        int sum = 0; // 滑动窗口数值之和
5 f  |  l5 W* w" g: _$ e- ^" Y        int i = 0; // 滑动窗口起始位置
        int subLength = 0; // 滑动窗口的长度
        for (int j = 0; j < nums.size(); j++) {
$ h% ~3 v8 r! y5 J            sum += nums[j];
            // 注意这里使用while，每次更新 i（起始位置），并不断比较子序列是否符合条件
            while (sum >= s) {
$ a+ j) \# X6 N0 j0 A                subLength = (j - i + 1); // 取子序列的长度
/ q& y: ]1 P+ ?6 H/ ^4 U8 r                result = result < subLength ? result : subLength;//一定会赋值
8 s+ h) V8 g" ?: Q% z: y) w                sum -= nums[i++]; // 这里体现出滑动窗口的精髓之处，不断变更i（子序列的起始位置）
# f0 x- }/ Y; e4 y1 w( _# O            }
        }
        // 如果result没有被赋值的话，就返回0，说明没有符合条件的子序列
  H* z5 j' r( R& ?- G& \5 \# v        return result == INT32_MAX ? 0 : result;
    }
};

一旦大于，就减去左区间的值

# I( i, r. k+ E3 [# ^5.最难题螺旋矩阵||
* U% Q3 l7 g- W4 a8 Y模拟顺时针画矩阵的过程:

填充上行从左到右
% b4 A, J) {# ^! W( [/ i填充右列从上到下
' r3 K9 ^7 f5 z! A5 a) B, P& m% {  H填充下行从右到左
5 V. P2 \1 g# W填充左列从下到上
4 D4 c) n/ y  ]3 _, u& _由外向内一圈一圈这么画下去。

这里一圈下来，我们要画每四条边，这四条边怎么画，每画一条边都要坚持一致的左闭右开，或者左开右闭的原则，这样这一圈才能按照统一的规则画下来。


/ a$ R" W' N* ?% b  _  z
6 C# P! C0 G! O. x. m) y0 ?$ X7 X

class Solution {
" d/ ]8 d, }  V5 A& Ypublic:
    vector<vector<int>> generateMatrix(int n) {
1 ^8 l0 }# Q4 K; |) t' P9 ]        vector<vector<int>> res(n, vector<int>(n, 0)); // 使用vector定义一个二维数组
0 @3 `1 J4 K( t+ L! u2 [% ^+ y, G        int startx = 0, starty = 0; // 定义每循环一个圈的起始位置
- s" g& m! i) E0 G, Q/ m: ?        int loop = n / 2; // 每个圈循环几次，例如n为奇数3，那么loop = 1 只是循环一圈，矩阵中间的值需要单独处理
  A% J7 @( p- c; R/ w' {$ S7 t        int mid = n / 2; // 矩阵中间的位置，例如：n为3， 中间的位置就是(1，1)，n为5，中间位置为(2, 2)
! C' o6 @/ t1 f7 m        int count = 1; // 用来给矩阵中每一个空格赋值
0 X; x2 ~9 T5 M) Q+ w        int offset = 1; // 需要控制每一条边遍历的长度，每次循环右边界收缩一位
        int i,j;
' W# i% s) n1 T; u9 s        while (loop --) {
            i = startx;
) w- b9 T8 U3 c1 d            j = starty;
& _9 z: o9 F% Z) M* m9 F# }& S0 e: Z
9 f& A' r. `4 I. J8 u6 f" E7 b5 l            // 下面开始的四个for就是模拟转了一圈
$ h3 i4 Z: U0 v6 k5 v. t            // 模拟填充上行从左到右(左闭右开)
7 ?; J% H) u$ @3 s" ~* W$ E            for (j = starty; j < n - offset; j++) {
6 J! J! U: j8 G8 r1 P8 s1 }                res[startx][j] = count++;
            }
8 z$ T* W2 g$ ~' c- `2 L0 L& r            // 模拟填充右列从上到下(左闭右开)
' v4 L7 G; k7 y* a            for (i = startx; i < n - offset; i++) {
4 d4 a0 c2 I! s' t6 |                res[j] = count++;
& u  R1 }2 J  e            }
: |/ s* q3 F& P. n! @, Y9 S7 z            // 模拟填充下行从右到左(左闭右开)
+ ~* w* f* S3 P5 @: _. p; h2 ]            for (; j > starty; j--) {
                res[j] = count++;
8 @3 Q; E0 ~6 e! Z3 q  H            }
- A  @- L  B* T! m$ }2 V            // 模拟填充左列从下到上(左闭右开)
            for (; i > startx; i--) {
                res[j] = count++;
2 q6 M2 A  w1 m2 U            }
  A& H( j% T( l$ E2 D
            // 第二圈开始的时候，起始位置要各自加1， 例如：第一圈起始位置是(0, 0)，第二圈起始位置是(1, 1)
            startx++;
            starty++;

0 \. D+ n# ^$ C; }            // offset 控制每一圈里每一条边遍历的长度
7 k$ w) }. ~4 ^. c) ]1 u            offset += 1;
        }

3 s  K6 @" Z1 m( ]        // 如果n为奇数的话，需要单独给矩阵最中间的位置赋值
        if (n % 2) {
+ B* v. T1 e. C) r. o% Z            res[mid][mid] = count;
/ J- l0 J0 M% y; s9 c. T) h# \        }
0 J' j2 l1 A% G; W' Y        return res;
( H4 u6 [) u" t( C    }
};
- N3 A; L! v% l( P
————————————————
" |: @! u3 }" c版权声明：本文为CSDN博主「编程界的谢菲尔德」的原创文章，遵循CC 4.0 BY-SA版权协议，转载请附上原文出处链接及本声明。
; ~# A& V2 y9 I/ t* _" X( F原文链接：https://blog.csdn.net/qq_62309585/article/details/126745039