数据结构之数组练习

杨利霞

数据结构之数组练习
. y% r' Y  Q/ S9 N/ n3 Q* _8 x" |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。

. F7 ^5 u3 S1 T- j) y2 {6 V0 G题解：升序 数组

方法:   二分法
+ V7 q3 Q& t' |4 B' I9 @- ]! C8 X( D
思想:定义查找范围[left,right],初始查找范围为mid（（left+right）/2）
* y; l, q! ^" e! o
比较nums[mid]和target的值：

如果nums=target，则下标i即为要寻找的下标;
7 `- j" @: I( a; V/ @3 I1 k0 l
% d' a% \# T3 |- |; a' w如果nums[列]> target，则target 只可能在下标i的左侧;

class Solution {
public:
& U% K! N0 d: T* L3 V6 U    int search(vector<int>& nums, int target) {
        //区间[left rigth]
        int left=0;
" U$ M/ o- R9 K1 T/ Y        int right=nums.size()-1;
5 F; W8 f) B5 K; J3 L2 O        //结束条件 left>rigth
        while(left<=right)
5 @$ `4 m) R! F        {
            int middle=left+((right-left)/2);//始终保证 有变量 [left,middle]或[middle rigth]
            //[middle+1 right]
            if(nums[middle]<target)
            {
/ t4 ~2 R( p3 c  j  h7 q) ]                left=middle+1;
            }
            //[left middle-1]
            else if(nums[middle]>target)
! Q$ s( \" z: U% c! d- W            {
                right=middle-1;
9 q0 {  R% r% S1 n; _            }
            else{
0 A8 l1 ^; G! s2 u" i                return middle;
            }

        }
3 ?8 I; {5 |& A! L. Q3 V        return -1;

" q% R$ r0 |+ V; s/ `7 }3 Q( w6 ?    }
};

$ f6 C- w7 t5 a) B* |注意：
- U3 D$ @. K4 @! V: Y1 E
% o8 B7 I. e- k8 ~7 g1 r! t" @（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)
2 k! N" F6 q2 `. @9 u* i* y# `# q2 W  (3)    通过改变区间的左右值；复杂度logn
' _, s7 z7 R( a: f% k  r, I
2.leetcode 27移除元素
  s; \  w8 T7 `8 [; j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。
2 c& w9 }, b1 ]* P2 o2 |9 l: n
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。

5 C1 U  `) `( h+ a# S# T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。
" N1 Z5 ^0 J" h/ B8 B* h
+ C7 R: P/ f: M+ g/ S9 l  |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。

0 ~; q! H. _6 V( x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。

方法：双指针
: I3 o3 K# l7 D9 z  d% q7 k6 g! M5 M
class Solution {
8 x# F* `; d  r/ o+ x/ C# E7 p$ Lpublic:
" y% ]% r3 U( o    int removeElement(vector<int>& nums, int val) {
           int solwIndex=0;
           for(int fastIndex=0;fastIndex!=nums.size();fastIndex++)
           {
               if(nums[fastIndex]!=val)
               {
                   nums[solwIndex++]=nums[fastIndex];
               }
" q6 x$ x, V! z7 `3 M           }
           return solwIndex;
4 z2 e7 @' b4 ?3 M( |  v  Z( _% t    }
};
6 H( F9 C. Y5 {* ^' ssolwindex:用来覆盖

fastindex:来找删除元素++

8 }! i: M5 b- i; |0 z3.有序数组的平方
# e7 s; b2 H- _$ M6 v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。
& C4 \( `" e7 @7 H7 ^7 I' A
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。

! a2 k& W* i  X  ^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。

此时可以考虑双指针法了，

. p  o& L7 [# G5 k( }2 M  ?' O) Z, Gi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。
( b! {3 F# [! u8 j9 U
如果A * A < A[j] * A[j] 那么result[k--] = A[j] * A[j]; 。
3 g; k8 x! o( X0 e  X
如果A * A >= A[j] * A[j] 那么result[k--] = A * A;
; ^7 \. w5 W4 Q2 `- n5 S6 ]
class Solution {
public:
5 W( {6 `  ~, M! E! c    vector<int> sortedSquares(vector<int>& A) {
; T! B2 B1 @$ `, j( ], w" V% T2 E, l        int k=A.size()-1;
        vector<int> result(A.size(),0);
        for(int i=0,j=A.size()-1;i<=j;)
        {
            //遍历一遍
' m. H5 V$ n- r  ?; _  h0 @$ B8 t            if(A*A<A[j]*A[j])
# b9 ]/ Z, |3 h* q' l$ u; \            {
6 p; ^+ W- X  H0 F: M                result[k--]=A[j]*A[j];
                j--;
) Y8 J; J" x5 `) b) a# ?            }
  l: @  v9 R& M: ^9 P$ G            else
            {
                result[k--]=A*A;
                i++;
            }
        }
6 {7 i9 C7 ^# I        return result;
" L  i: d8 D$ e4 N( v% [
( W8 K8 D; S9 w! ]8 k    }
6 d. |. q9 X5 o1 z};
! r) u" ^& Z9 [5 E
4.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 。
! x' N/ F9 Z' `1 ]+ @
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 。
* j1 n+ F1 |9 ^4 a+ e% I7 l6 ?
方法:滑动窗口法

8 w; m- f2 F" B. O/ D- g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。

三点重要：
5 Z; U, Y- c" m) ~( u4 j
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。
8 m; j4 y8 ~7 }# l& B% j如何移动窗口的起始位置？
" y" p* y( Y: t; O5 v# m3 N. Q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
$ M; w) a& k& ]1 S' ?: b+ o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。
" p  j5 d( R! |4 f' V* ]7 D
代码如下
/ N5 q# T# R6 g+ ]
& J- f. ?; r8 L2 S- C0 Cclass Solution {
0 R0 u1 T4 f6 \- t/ S9 Opublic:
" T: [3 {& O3 e    int minSubArrayLen(int s, vector<int>& nums) {
        int result = INT32_MAX;
        int sum = 0; // 滑动窗口数值之和
- m9 |4 Y9 q2 b) k- {  e$ Q        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++) {
            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
# T( I4 r* t3 V( Z            while (sum >= s) {
; d/ x5 d) f8 T  t! n" A$ D7 w                subLength = (j - i + 1); // 取子序列的长度
                result = result < subLength ? result : subLength;//一定会赋值
" l. R3 a- V0 C7 ?                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）
6 C& b& Q  V- a# f            }
- F" z3 U% I* m* X0 ^4 z3 S        }
4 f( ?2 `1 N$ L7 F0 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
6 s1 e3 `8 e) t: Y7 x7 s+ I+ C        return result == INT32_MAX ? 0 : result;
# n5 A, j. s5 a9 Q! W" `" E    }
' e. y: B& S  p' E. f6 ^, y};

& F" h0 A5 Z5 G( w, L3 \2 p" X% [一旦大于，就减去左区间的值

5.最难题螺旋矩阵||
# K3 _" I5 L" p" f6 b模拟顺时针画矩阵的过程:
9 m* A# B) z" h7 b- }3 _
填充上行从左到右
$ F& T) Y+ s8 ]6 Q" }填充右列从上到下
+ O( S' r; v0 [9 u6 h" v填充下行从右到左
填充左列从下到上
+ X# q$ Q7 k0 j  l( q1 F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。
9 n: _* x/ K& D- L

6 `3 w" V- f, |, K+ D; w
* t1 D0 k$ H6 Q$ C5 y! Z# s

. ~+ E& }$ |% J) b5 p" bclass Solution {
* E; l. u* H7 e3 T$ s9 z0 t$ A1 jpublic:
    vector<vector<int>> generateMatrix(int n) {
9 R( e. o; H3 b0 @: I3 `1 r8 A        vector<vector<int>> res(n, vector<int>(n, 0)); // 使用vector定义一个二维数组
3 H4 ^1 s9 N3 g$ m* v        int startx = 0, starty = 0; // 定义每循环一个圈的起始位置
% l& I8 {0 d0 ~1 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
# o! J1 M4 |$ K, _0 @5 J" }        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
        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;
# b8 W: G) C+ q& k        while (loop --) {
            i = startx;
* m# f0 B& U. ]$ m            j = starty;

% j: P; r5 Z# x- R: V+ W; |  D7 Z2 H            // 下面开始的四个for就是模拟转了一圈
* z3 F. m" T0 f$ k. Q4 N" L: p            // 模拟填充上行从左到右(左闭右开)
            for (j = starty; j < n - offset; j++) {
/ `# t! f* {; k. r8 g8 m: r( O                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++;
            }
" W% [, l( i7 C* D            // 模拟填充下行从右到左(左闭右开)
! `7 k. s$ g/ D5 t/ d            for (; j > starty; j--) {
                res[j] = count++;
! h6 k% Y9 K0 w+ q3 w( j) Q            }
            // 模拟填充左列从下到上(左闭右开)
( y8 A* }- ~) e' P            for (; i > startx; i--) {
9 Y3 M: r" v, M. y                res[j] = count++;
            }

- n, \- f9 w* n4 S) \6 f  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)
: r# W9 O* ~& F7 f. r& H            startx++;
            starty++;

0 M( z3 J/ ?* V% s4 l            // offset 控制每一圈里每一条边遍历的长度
            offset += 1;
        }
! n1 R" O. n( @% Q/ W
# c) F" w3 L! j" T6 X( J$ z2 j& d        // 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;
        }
5 W: j' ~2 j9 f' R8 n. {( Z        return res;
    }
* T7 _; K# @. E: x, \: T9 ~};
# z3 f$ r/ f& n& L) k' p
. `' U( H& f& _  C————————————————
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1 Y0 [) o" G/ A& f3 D4 W8 s原文链接：https://blog.csdn.net/qq_62309585/article/details/126745039

0 {' Y- b0 S( k. L! ?: B* B
( r/ p$ o$ x, a! _