当前版本号[20230807]。
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20230807 | 初版 |
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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:
示例 2:
最直观的想法,莫过于:每个数平方之后,排个序,美滋滋,代码如下:
class Solution {
public int[] sortedSquares(int[] A) {
for (int i = 0; i < A.length; i++) {
A[i] *= A[i];
}
Arrays.sort(A);
return A;
}
}
这个时间复杂度是 O(n + nlogn), 可以说是O(nlogn)的时间复杂度,但为了和下面双指针法算法时间复杂度有鲜明对比,我记为 O(n + nlog n)。
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。
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,i指向起始位置,j指向终止位置。
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。
如果A[i] * A[i] < A[j] * A[j]
那么result[k--] = A[j] * A[j];
。
如果A[i] * A[i] >= A[j] * A[j]
那么result[k--] = A[i] * A[i];
。
如下展示:
第一步,新建数组【前提:所输入的是非递减数列】
第二步:左、右指针比较平方大小,发现左指针的数值大,于是把 25 放进结果里,同时结果的下标往左走,左指针往右走
第三步,继续往下走,发现右指针的数值大,于是把 16 放进结果里,同时结果的下标往左走,右指针往左走
最后一步,结果就出来了
示例代码:
class Solution {
public int[] sortedSquares(int[] nums) {
int l = 0;
int r = nums.length - 1;//定义两个指针left(l)和right(r),分别指向数组的开头和结尾。
int[] res = new int[nums.length];//定义一个新的数组result(res),用于存储平方后的结果。
int j = nums.length - 1;//指向数组的结尾
while(l <= r){
if(nums[l] * nums[l] > nums[r] * nums[r]){
res[j--] = nums[l] * nums[l++];
}else{
res[j--] = nums[r] * nums[r--];
}
}
//使用一个循环,当left小于等于right时,执行以下步骤:
//比较left指向的元素的平方和right指向的元素的平方的大小。
//如果left指向的元素的平方较大,将其放入结果数组result的末尾,并将left指针向右移动一位。
//如果right指向的元素的平方较大或两者相等,将其放入结果数组result的末尾,并将right指针向左移动一位。
return res;//返回结果数组result(res)
}
}
此时的时间复杂度为O(n),相对于暴力排序的解法O(n + nlog n)还是提升不少的。
解决给定问题的暴力解法中,我们可以使用以下步骤:
nums
中的每个元素。这种方法的时间复杂度为O(nlogn),其中n是输入数组的长度。原因是我们使用了一个内置的排序算法对新数组进行排序。
而在使用双指针的方法中,我们利用输入数组已经按非递减顺序排序的特点,通过双指针从两端向中间移动的方式来解决问题。具体步骤如下:
定义两个指针left
和right
,分别指向输入数组nums
的开头和结尾。
定义一个新的数组result
,用于存储平方后的结果。
使用一个index
指针,从结果数组result
的末尾开始填充元素。
使用一个循环,当left小于等于right时,执行以下步骤:
left
指向的元素的平方和right
指向的元素的平方的大小。left
指向的元素的平方较大,将其放入结果数组result
的末尾,并将left
指针向右移动一位。right
指向的元素的平方较大或两者相等,将其放入结果数组result
的末尾,并将right
指针向左移动一位。index
指针向前移动一位。返回结果数组result
。
这种方法的时间复杂度为O(n),其中n是输入数组的长度。因为我们只需要遍历一次输入数组,并利用双指针从两端向中间移动的方式。
因此,使用双指针法可以在线性时间复杂度下解决该问题,而暴力解法则需要使用排序算法,时间复杂度较高。所以,双指针法是更高效的解决方案。
对于这个问题,我们可以使用双指针的方法来解决。由于输入的数组已经是按非递减顺序排序的,**我们可以使用两个指针分别指向数组的开头和结尾,比较两个指针指向的元素的平方大小,然后将较大的平方值放入结果数组的末尾,并将相应的指针向中间移动。**重复这个过程直到两个指针相遇。
通过比较每个元素的平方值的大小,将较大的值放入结果数组,并不断向中间移动指针,最终得到按非递减顺序排序的每个数字的平方组成的新数组。
我们也可以写一个测试方法,输入一个非递减顺序排序的数组,来验证代码的正确性。
测试代码:
package shuzhu;
public class Day03
{
public static int[] sortedSquares(int[] nums) {
int l = 0;
int r =nums.length - 1;
int[] res = new int[nums.length];
int j = nums.length - 1;
while(l <= r)
{
if(nums[l] * nums[l] >nums[r] * nums[r])
{
res[j] = nums[l] * nums[l];
j--;
l++;
}
else
{
res[j] = nums[r] * nums[r];
j--;
r--;
}
}
return res;
}
public static void main(String[] args) {
int[] nums ={-7, 2, 4, 5, 6};
int[] res = sortedSquares(nums);
for(int i = 0; i < res.length;i++)
{
System.out.print(res[i]+" ");
}
}
}
int[] nums ={-7, 2, 4, 5, 6};
int[] res = sortedSquares(nums);
for(int i = 0; i < res.length;i++)
{
System.out.print(res[i]+" ");
}
}
}