《代码随想录》刷题笔记——数组篇【java实现】
*二分查找
题目链接
https://leetcode.cn/problems/binary-search/
左闭右闭区间实现
- 时间复杂度：O(log n)
- 空间复杂度：O(1)
/**
* 左闭右闭写法
*
* @param nums
* @param target
* @return
*/
public static int search1(int[] nums, int target) {
if (nums == null || nums.length == 0) {
return -1;
}
int left = 0;
int right = nums.length - 1;
// 要是没有等号的话，在{5}里面找5就会出问题了
while (left <= right) {
int center = (left + right) / 2;
if (target == nums[center]) {
return center;
} else if (target > nums[center]) {
left = center + 1;
} else {
right = center - 1;
}
}
return -1;
}
左闭右开区间实现
- 时间复杂度：O(log n)
- 空间复杂度：O(1)
/**
* 左闭右开写法
*
* @param nums
* @param target
* @return
*/
public static int search2(int[] nums, int target) {
if (nums == null || nums.length == 0) {
return -1;
}
int left = 0;
// 区别点
int right = nums.length;
// 区别点
while (left < right) {
int center = (left + right) / 2;
if (target == nums[center]) {
return center;
} else if (target > nums[center]) {
left = center + 1;
} else {
// 区别点
// 虽然已经知道center位置的元素不是要找的元素，但是因为是左闭右开，因此right还是指向center
// 后面无论怎么循环，都不会再使用到center这个为止，因为center = (left + right) / 2永远小于right
right = center;
}
}
return -1;
}
*移除元素
题目链接
https://leetcode.cn/problems/remove-element/
暴力求解
- 时间复杂度：O(n^2)
- 空间复杂度：O(1)
public static int removeElement(int[] nums, int val) {
int sameNum = 0;
int i = 0;
while (i < nums.length - sameNum) {
if (val == nums[i]) {
// 将后面的元素前移过来
for (int j = i; j < nums.length - 1 - sameNum; j++) {
nums[j] = nums[j + 1];
}
sameNum++;
}
if (val == nums[i]) {
// 前移过来的数值和val一样，将i--
i--;
}
i++;
}
return nums.length - sameNum;
}
双指针
- 时间复杂度：O(n)
- 空间复杂度：O(1)
【思想】
通过一个快指针和慢指针在一个for循环下完成两个for循环的工作，将快指针的值赋给慢指针
slow：新数组存储值的索引，因为每次存储完新数组的值，都会将slow++，因此最后直接返回slow即可，需要返回slow+1
fast：用来去前面探索那些不是val的值，然后将这个值赋给slow对应的位置
/**
* 双指针
*
* @param nums
* @param val
* @return
*/
public static int removeElement1(int[] nums, int val) {
int slow = 0;
for (int fast = 0; fast < nums.length; fast++) {
if (nums[fast] != val) {
// 如果快指针找的数值不是val，就需要将其存储到新数组中
// 同时slow++，以便存储下一个新数组的值
nums[slow++] = nums[fast];
}
}
return slow;
}
相向双指针法
- 时间复杂度：O(n)
- 空间复杂度：O(1)
上面的实现方法并没有改变元素的相对位置，相向双指针方法改变了元素相对位置，但是确保移动最少元素
/**
* 想向双指针
*
* @param nums
* @param val
* @return
*/
public static int removeElement(int[] nums, int val) {
int slow = 0, fast = nums.length - 1;
while (slow <= fast) {
// slow赋值为第一个等于val的索引
while (slow <= fast) {
if (nums[slow] != val) {
slow++;
} else {
break;
}
}
// fast赋值为最后一个等于val的索引
while (fast >= slow) {
if (nums[fast] == val) {
fast--;
} else {
break;
}
}
if (slow < fast) {
nums[slow++] = nums[fast--];
}
}
// slow最后一定指向的是 新数组末尾元素的下一个元素
return slow;
}
*有序数组的平方
题目链接
https://leetcode.cn/problems/squares-of-a-sorted-array/
暴力求解
- 先对数组的每个元素求平方
- 对数组升序排序
时间复杂度：O(n)+排序算法的时间复杂度
双指针
【思路】
数组本身就是非递减顺序的，只不过负数在平方之后可能会变大，因此只需要用两端来比较就能知道那个数字的平方更大
- 时间复杂度：O(n)
- 空间复杂度：O(n)
public static int[] sortedSquares(int[] nums) {
int left = 0, right = nums.length - 1;
// 用于存储排序之后的结果
int[] result = new int[nums.length];
for (int i = nums.length - 1; i >= 0; i--) {
int leftValue = nums[left];
int rightValue = nums[right];
if (leftValue * leftValue >= rightValue * rightValue) {
result[i] = leftValue * leftValue;
left++;
} else {
result[i] = rightValue * rightValue;
right--;
}
System.out.println(Arrays.toString(result));
}
return result;
}
*长度最小的子数组
题目链接
https://leetcode.cn/problems/minimum-size-subarray-sum/
暴力求解
- 时间复杂度：O(n^2)
- 空间复杂度：O(1)
注意，子数组是原数组中连续的几个元素的集合
public int minSubArrayLen(int target, int[] nums) {
// 最小子数组长度
int minLen = nums.length + 1;
for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
int sum = 0;
for (int j = i; j < nums.length; j++) {
sum += nums[j];
if (sum >= target) {
// 已经>=target，可以暂停了
if ((j - i + 1) < minLen) {
minLen = j - i + 1;
break;
}
}
}
}
return minLen == nums.length + 1 ? 0 : minLen;
}
部分案例已经超出时间限制
滑动窗口
- 时间复杂度：O(n)：不能以为for里放一个while就是O(n^2)， 主要是看每一个元素被操作的次数，每个元素在滑动窗后进来操作一次，出去操作一次，每个元素都是被操作两次，所以时间复杂度是 2 × n 也就是O(n)
- 空间复杂度：O(1)
/**
* 滑动窗口
*
* @param target
* @param nums
* @return
*/
public int minSubArrayLen1(int target, int[] nums) {
// 最小子数组长度
int minLen = nums.length + 1;
int i = 0;
int sum = 0;
for (int j = 0; j < nums.length; j++) {
// j++，窗口终止位置后移一位，sum添加相应的元素
sum += nums[j];
while (sum >= target) {
// 窗口内的元素总和已经超过target，尝试将窗口的起始位置后移，即i++
if ((j - i + 1) < minLen) {
minLen = j - i + 1;
}
// sum移除窗口起始位置的元素值
sum -= nums[i++];
}
}
return minLen == nums.length + 1 ? 0 : minLen;
}
螺旋矩阵
【思想】
这道题主要是考代码能力，注意每次循环都是左开右闭就行
【我写的程序】
public static int[][] generateMatrix1(int n) {
int[][] result = new int[n][n];
int curNum = 1;
int target = n * n;
int initN = n;
// 圈数
int cirCleNum = 0;
while (curNum <= target) {
if (curNum == target) {
result[cirCleNum][cirCleNum] = curNum;
System.out.println("---------------------填中心---------------------");
for (int i = 0; i < result.length; i++) {
System.out.println(Arrays.toString(result[i]));
}
break;
}
// 填上边
for (int i = 0; i < n - 1; i++) {
result[cirCleNum][i + cirCleNum] = curNum++;
}
System.out.println("---------------------填上边---------------------");
for (int i = 0; i < result.length; i++) {
System.out.println(Arrays.toString(result[i]));
}
// 填右边
for (int i = 0; i < n - 1; i++) {
result[i + cirCleNum][initN - 1 - cirCleNum] = curNum++;
}
System.out.println("---------------------填右边---------------------");
for (int i = 0; i < result.length; i++) {
System.out.println(Arrays.toString(result[i]));
}
// 填下边
for (int i = n - 1; i > 0; i--) {
result[initN - 1 - cirCleNum][i + cirCleNum] = curNum++;
}
System.out.println("---------------------填下边---------------------");
for (int i = 0; i < result.length; i++) {
System.out.println(Arrays.toString(result[i]));
}
// 填左边
for (int i = n - 1; i > 0; i--) {
result[i + cirCleNum][cirCleNum] = curNum++;
}
System.out.println("---------------------填左边---------------------");
for (int i = 0; i < result.length; i++) {
System.out.println(Arrays.toString(result[i]));
}
System.out.println("======================================================================");
cirCleNum += 1;
n -= 2;
}
return result;
}
【别人的代码】
public int[][] generateMatrix(int n) {
int loop = 0; // 控制循环次数
int[][] res = new int[n][n];
int start = 0; // 每次循环的开始点(start, start)
int count = 1; // 定义填充数字
int i, j;
while (loop++ < n / 2) { // 判断边界后，loop从1开始
// 模拟上侧从左到右
for (j = start; j < n - loop; j++) {
res[start][j] = count++;
}
// 模拟右侧从上到下
for (i = start; i < n - loop; i++) {
res[i][j] = count++;
}
// 模拟下侧从右到左
for (; j >= loop; j--) {
res[i][j] = count++;
}
// 模拟左侧从下到上
for (; i >= loop; i--) {
res[i][j] = count++;
}
start++;
}
if (n % 2 == 1) {
res[start][start] = count;
}
return res;
}