数据结构之数组练习

杨利霞

数据结构之数组练习
" o: b& N  S5 R4 H5 o* ^1.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。
: E. M/ ]5 ?8 n# q( X; P/ D: `
  c2 s. S" i; |2 L/ F题解：升序 数组
# v5 E2 ^, A8 v- R
方法:   二分法

4 Y; u8 ~/ \6 Q- Z5 J思想:定义查找范围[left,right],初始查找范围为mid（（left+right）/2）
, `, B& u9 I: ^$ ^, v; M
比较nums[mid]和target的值：
* ]# K) P$ l9 y0 r+ g2 r+ \- H
# F# A0 Q2 M6 \. E+ G如果nums=target，则下标i即为要寻找的下标;

1 _# W, i* i6 O6 j0 |如果nums[列]> target，则target 只可能在下标i的左侧;

class Solution {
public:
2 s0 L, s5 ~' W) h' c    int search(vector<int>& nums, int target) {
        //区间[left rigth]
        int left=0;
        int right=nums.size()-1;
" l3 @" f  x3 V6 F0 ~2 L        //结束条件 left>rigth
6 I* Y$ P: p2 q        while(left<=right)
        {
            int middle=left+((right-left)/2);//始终保证 有变量 [left,middle]或[middle rigth]
            //[middle+1 right]
$ m: @, D% I9 G) k            if(nums[middle]<target)
+ f. n( v/ o7 C: j4 \: D            {
& S0 N/ V) L: K# S% j                left=middle+1;
8 Y* d% `$ N* l4 o% r( X            }
% \9 H9 k7 e  t  P5 H            //[left middle-1]
: B: X8 A3 d* `! a8 H! S7 a- X            else if(nums[middle]>target)
            {
                right=middle-1;
) h8 s: p, x, }            }
$ K: W9 Y  E( L: j$ v: |  A& F            else{
7 d4 J' ?0 C# A6 t+ @) R5 |" g                return middle;
            }
- b0 F% m8 k4 f" b( E
, }4 d  ]$ Y! |1 t        }
        return -1;

    }
};

) h, O* K- _' H0 P. o+ ]6 u注意：

（1）设立区间为[left, right],终止条件为left>rigth
; j) d. P7 z0 P, ~  (2)   (left + right)/2==int middle = left + ((right - left) / 2)
# W( Q( E. a" Q; V+ P  (3)    通过改变区间的左右值；复杂度logn

& |4 n# Z) j7 G2.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。

7 r, i; r: F+ C- y8 _  w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。

! `, u* I' t- Y5 A' q9 v- Y* W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。

( o4 j) y) B7 E  r% Y( \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。

( _5 H* w  b  f6 c5 k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。
9 P  J( v* Y( J: b" P$ G
方法：双指针

class Solution {
public:
/ a7 Z0 Y: |) W5 v+ F% W+ r8 h    int removeElement(vector<int>& nums, int val) {
8 F& n2 ?7 D/ p           int solwIndex=0;
& y; \( X* p1 R0 B& B% J           for(int fastIndex=0;fastIndex!=nums.size();fastIndex++)
5 e) Q( T; h7 s           {
               if(nums[fastIndex]!=val)
               {
; D' w7 g' ]# w9 T& l- g                   nums[solwIndex++]=nums[fastIndex];
. x) `. i& \$ W( Y, y               }
; S& x8 f1 h3 x* S8 o% a           }
0 p0 m) D/ H* b  I1 }3 ]           return solwIndex;
  A5 C* i" }+ Q; Q. {9 ]8 H0 v    }
};
solwindex:用来覆盖
& P. k  D1 d! W# j0 ]/ \, ?; K* o0 u
fastindex:来找删除元素++

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。
2 b4 r$ Z; l: v- u, m" f
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。

+ B/ r' r5 ^& T# d& `) g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。

0 j' T- x  n9 |( k) d% B) D此时可以考虑双指针法了，

/ y. n0 f2 o1 x) N% g) f: z9 vi指向起始位置(负数)，j指向终止位置（正数）。

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。
5 H, k* c- k( `$ Q. V
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;
/ S6 @% d0 l6 t% \6 D6 p
2 E' Z" f2 |/ R, D. u' F+ t) H  e  fclass Solution {
public:
! t) l" ?7 g0 o    vector<int> sortedSquares(vector<int>& A) {
. m6 d$ s8 ~6 [        int k=A.size()-1;
, k- y" H3 J' Y        vector<int> result(A.size(),0);
        for(int i=0,j=A.size()-1;i<=j;)
        {
            //遍历一遍
2 A; V9 q. Y& U/ |1 X            if(A*A<A[j]*A[j])
! c. o. x) O4 F! `. l5 f' u            {
& X1 G! ^7 V: H2 q% l/ G$ f- W5 _                result[k--]=A[j]*A[j];
                j--;
            }
. n0 f. b: t( W  E2 \# s, {8 n. j            else
4 X" Z, G. m2 O/ [            {
                result[k--]=A*A;
                i++;
            }
9 `. f3 ?) y* ?; L        }
6 n! L) D% M& z        return result;

    }
};

: h8 u$ g* S; A" s% e: a, k4.长度最小的子数组
$ K2 l% @- [. d. {) \) |! \$ y/ a* Z给定一个含有 n 个正整数的数组和一个正整数 target 。
: W/ k1 Y: H6 F4 G* z) n
7 U* L" Z# L7 ?) C5 p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 。
- S/ F9 Y$ b. U: u" P; m1 S
方法:滑动窗口法

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。
  ~) {+ r3 I  f+ e  v$ m
三点重要：

窗口内是什么？
, l' ]4 g4 [8 Q9 e+ Q2 V窗口就是 满足其和 ≥ s 的长度最小的 连续 子数组。
6 F0 u  b6 f0 p  n! }如何移动窗口的起始位置？
3 s, ^" h* k  v( _! h: ]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
如何移动窗口的结束位置？
" d! ~3 l! L- A* M9 b+ y- c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。

代码如下

class Solution {
public:
    int minSubArrayLen(int s, vector<int>& nums) {
% l+ T1 E( D+ b7 i        int result = INT32_MAX;
  Z9 r& |6 W1 l* z/ c: I3 {) d6 L        int sum = 0; // 滑动窗口数值之和
        int i = 0; // 滑动窗口起始位置
3 w, T8 i9 l4 J' r  H8 e        int subLength = 0; // 滑动窗口的长度
        for (int j = 0; j < nums.size(); j++) {
; H' j  H7 d8 N; R            sum += nums[j];
+ N2 o" Q$ o( m- H" L            // 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
. F' h& t& v; o            while (sum >= s) {
                subLength = (j - i + 1); // 取子序列的长度
                result = result < subLength ? result : subLength;//一定会赋值
                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）
5 j( k6 K+ J3 ]& s2 v; P; ?            }
6 X/ Q  z+ `# U" [0 v$ o1 b        }
        // 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
. a- C  T8 Y2 w        return result == INT32_MAX ? 0 : result;
! s% ]  q" v' @* Y/ \    }
};

一旦大于，就减去左区间的值

0 y+ A9 r  U) w5 e9 j% ^5.最难题螺旋矩阵||
模拟顺时针画矩阵的过程:

填充上行从左到右
& \0 `' U8 M, `* g填充右列从上到下
+ I8 {2 Y/ \! j7 v# }填充下行从右到左
填充左列从下到上
由外向内一圈一圈这么画下去。
# {9 Q- m  |  r' d6 B; n
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。

- Y3 z2 K; X6 E! |! X# j


- ^3 Y. ]$ k; C4 n7 ?9 n% a
0 W8 t! }# @2 V% ]class Solution {
public:
    vector<vector<int>> generateMatrix(int n) {
. r' E4 T4 M# U- ^3 t        vector<vector<int>> res(n, vector<int>(n, 0)); // 使用vector定义一个二维数组
        int startx = 0, starty = 0; // 定义每循环一个圈的起始位置
5 s* P9 O% K! ?3 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
. |; P0 K( @& R  p# Q* O, b. Z        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)
        int count = 1; // 用来给矩阵中每一个空格赋值
) |8 J) i3 x! }/ v2 E" A- G        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;
        while (loop --) {
' ^3 s+ k; Z% U* i% q9 w  n; ]& ~            i = startx;
            j = starty;

2 u- x, K2 U# A/ }% s* w0 Y            // 下面开始的四个for就是模拟转了一圈
            // 模拟填充上行从左到右(左闭右开)
3 H, M8 a" q: H( @! p* W            for (j = starty; j < n - offset; j++) {
: a6 r7 O  p0 E8 a                res[startx][j] = count++;
            }
            // 模拟填充右列从上到下(左闭右开)
            for (i = startx; i < n - offset; i++) {
                res[j] = count++;
  k6 _9 X2 c! g" R. O( l, b7 |            }
            // 模拟填充下行从右到左(左闭右开)
            for (; j > starty; j--) {
* t5 O$ I0 C3 h1 j, k& P. N- t1 l                res[j] = count++;
& @9 B+ h) ~( G& p* X* ^            }
            // 模拟填充左列从下到上(左闭右开)
            for (; i > startx; i--) {
$ P2 ~" E7 H( z; f                res[j] = count++;
7 Z5 K- _+ {1 c            }
: v3 E) x0 Y, ~" H9 o* k0 D5 B7 q, }% A9 Q
6 q3 k  m+ X9 I$ a7 Q$ Y. \            // 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++;
; @* q1 P9 n  {, H4 E            starty++;

            // offset 控制每一圈里每一条边遍历的长度
            offset += 1;
5 A7 O/ m+ ?# h7 g. \        }

9 d( B, p# [" ?1 ]        // 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) {
            res[mid][mid] = count;
        }
        return res;
% h8 o, c& |; s, O/ B% E2 W    }
+ W& s6 }! H. i# v3 x+ v};
* q6 E7 X+ k8 h1 r
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* C/ |6 p8 q# }1 Z/ [9 ~原文链接：https://blog.csdn.net/qq_62309585/article/details/126745039

3 q+ Z/ M( L7 n1 _6 @: `; A