LeetCode 数组篇
LeetCode刷题 数组篇
- 704. 二分查找
- 35. 搜索插入位置
- 34. 在排序数组中查找元素的第一个和最后一个位置
- 69. x 的平方根
- 367. 有效的完全平方数
- 27. 移除元素
- 26. 删除有序数组中的重复项
- 283. 移动零
- 844. 比较含退格的字符串
- 977. 有序数组的平方
- 209. 长度最小的子数组
- 904. 水果成篮
- 76. 最小覆盖子串
- 59. 螺旋矩阵 II
- 54. 螺旋矩阵
704. 二分查找
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。
示例 1:
输入: nums = [-1,0,3,5,9,12], target = 9
输出: 4
解释: 9 出现在 nums 中并且下标为 4
示例 2:
输入: nums = [-1,0,3,5,9,12], target = 2
输出: -1
解释: 2 不存在 nums 中因此返回 -1
提示：
你可以假设 nums 中的所有元素是不重复的。
n 将在 [1, 10000]之间。
nums 的每个元素都将在 [-9999, 9999]之间。
class Solution {
public:
int search(vector<int>& nums, int target) {
int leftindex = 0;
int rightindex = nums.size() - 1;
int middleindex = (rightindex - leftindex) / 2;
while(leftindex <= rightindex) {
if(nums[middleindex] == target){
return middleindex;
}
if(nums[middleindex] > target){
rightindex = middleindex - 1;
}else{
leftindex = middleindex + 1;
}
middleindex = leftindex + (rightindex - leftindex) / 2;
}
return -1;
}
};
35. 搜索插入位置
给定一个排序数组和一个目标值，在数组中找到目标值，并返回其索引。如果目标值不存在于数组中，返回它将会被按顺序插入的位置。
请必须使用时间复杂度为 O(log n) 的算法。
示例 1:
输入: nums = [1,3,5,6], target = 5
输出: 2
示例 2:
输入: nums = [1,3,5,6], target = 2
输出: 1
示例 3:
输入: nums = [1,3,5,6], target = 7
输出: 4
提示:
1 <= nums.length <= 104
-104 <= nums[i] <= 104
nums 为 无重复元素 的 升序 排列数组
-104 <= target <= 104
class Solution {
public:
int searchInsert(vector<int>& nums, int target) {
int left = -1;
int right = nums.size();
while(left + 1 != right){
int middle = (left + right)/2;
if(nums[middle] >= target){
right = middle;
}else{
left = middle;
}
}
return right;
}
};
34. 在排序数组中查找元素的第一个和最后一个位置
给你一个按照非递减顺序排列的整数数组 nums，和一个目标值 target。请你找出给定目标值在数组中的开始位置和结束位置。
如果数组中不存在目标值 target，返回 [-1, -1]。
你必须设计并实现时间复杂度为 O(log n) 的算法解决此问题。
示例 1：
输入：nums = [5,7,7,8,8,10], target = 8
输出：[3,4]
示例 2：
输入：nums = [5,7,7,8,8,10], target = 6
输出：[-1,-1]
示例 3：
输入：nums = [], target = 0
输出：[-1,-1]
提示：
0 <= nums.length <= 105
-109 <= nums[i] <= 109
nums 是一个非递减数组
-109 <= target <= 109
class Solution {
public:
vector<int> searchRange(vector<int>& nums, int target) {
vector<int> v(2,-1);
int l = 0;
int r = nums.size()-1;
while(l<=r){
int middle = (l + r)/2;
if(nums[middle] == target){
l = middle;
r = middle;
while(l > 0 && nums[l - 1] == target){
--l;
}
while(r < nums.size() - 1 && nums[r + 1] == target){
++r;
}
v = {l,r};
return v;
}else if(nums[middle] > target) {
r = middle - 1;
}else{
l = middle + 1;
}
}
return v;
}
};
69. x 的平方根
给你一个非负整数 x ，计算并返回 x 的 算术平方根 。
由于返回类型是整数，结果只保留 整数部分 ，小数部分将被 舍去 。
注意：不允许使用任何内置指数函数和算符，例如 pow(x, 0.5) 或者 x ** 0.5 。
示例 1：
输入：x = 4
输出：2
示例 2：
输入：x = 8
输出：2
解释：8 的算术平方根是 2.82842…, 由于返回类型是整数，小数部分将被舍去。
提示：
0 <= x <= 231 - 1
class Solution {
public:
int mySqrt(int x) {
int ret = 0;
for(size_t i = 1; i <= x; ++i){
if(i*i == x ){
return i;
}
if(i*i < x && (i+1)*(i+1) > x ){
ret = i;
return ret;
}
}
return ret;
}
};
367. 有效的完全平方数
给你一个正整数 num 。如果 num 是一个完全平方数，则返回 true ，否则返回 false 。
完全平方数 是一个可以写成某个整数的平方的整数。换句话说，它可以写成某个整数和自身的乘积。
不能使用任何内置的库函数，如 sqrt 。
示例 1：
输入：num = 16
输出：true
解释：返回 true ，因为 4 * 4 = 16 且 4 是一个整数。
示例 2：
输入：num = 14
输出：false
解释：返回 false ，因为 3.742 * 3.742 = 14 但 3.742 不是一个整数。
提示：
1 <= num <= 231 - 1
class Solution {
public:
bool isPerfectSquare(int num) {
for(size_t i = 0; i < num; ++i){
if(i*i > num){
return false;
}
if(i*i == num){
return true;
}
}
return true;
}
};
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。
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。
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。
说明:
为什么返回数值是整数，但输出的答案是数组呢?
请注意，输入数组是以「引用」方式传递的，这意味着在函数里修改输入数组对于调用者是可见的。
你可以想象内部操作如下:
// nums 是以“引用”方式传递的。也就是说，不对实参作任何拷贝
int len = removeElement(nums, val);
// 在函数里修改输入数组对于调用者是可见的。
// 根据你的函数返回的长度, 它会打印出数组中 该长度范围内 的所有元素。
for (int i = 0; i < len; i++) {
print(nums[i]);
}
示例 1：
输入：nums = [3,2,2,3], val = 3
输出：2, nums = [2,2]
解释：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。例如，函数返回的新长度为 2 ，而 nums = [2,2,3,3] 或 nums = [2,2,0,0]，也会被视作正确答案。
示例 2：
输入：nums = [0,1,2,2,3,0,4,2], val = 2
输出：5, nums = [0,1,3,0,4]
解释：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。注意这五个元素可为任意顺序。你不需要考虑数组中超出新长度后面的元素。
提示：
0 <= nums.length <= 100
0 <= nums[i] <= 50
0 <= val <= 100
class Solution {
public:
int removeElement(vector<int>& nums, int val) {
int left = 0;
int right = nums.size() - 1;
int temp;
for(;left<=right;){
if(nums[left] == val){
temp = nums[left];
nums[left] = nums[right];
nums[right] = temp;
--right;
}else{
++left;
}
}
return right + 1;
}
};
26. 删除有序数组中的重复项
给你一个 非严格递增排列 的数组 nums ，请你 原地 删除重复出现的元素，使每个元素 只出现一次 ，返回删除后数组的新长度。元素的 相对顺序 应该保持 一致 。然后返回 nums 中唯一元素的个数。
考虑 nums 的唯一元素的数量为 k ，你需要做以下事情确保你的题解可以被通过：
更改数组 nums ，使 nums 的前 k 个元素包含唯一元素，并按照它们最初在 nums 中出现的顺序排列。nums 的其余元素与 nums 的大小不重要。
返回 k 。
判题标准:
系统会用下面的代码来测试你的题解:
int[] nums = […]; // 输入数组
int[] expectedNums = […]; // 长度正确的期望答案
int k = removeDuplicates(nums); // 调用
assert k == expectedNums.length;
for (int i = 0; i < k; i++) {
assert nums[i] == expectedNums[i];
}
如果所有断言都通过，那么您的题解将被 通过。
示例 1：
输入：nums = [1,1,2]
输出：2, nums = [1,2,_]
解释：函数应该返回新的长度 2 ，并且原数组 nums 的前两个元素被修改为 1, 2 。不需要考虑数组中超出新长度后面的元素。
示例 2：
输入：nums = [0,0,1,1,1,2,2,3,3,4]
输出：5, nums = [0,1,2,3,4]
解释：函数应该返回新的长度 5 ， 并且原数组 nums 的前五个元素被修改为 0, 1, 2, 3, 4 。不需要考虑数组中超出新长度后面的元素。
提示：
1 <= nums.length <= 3 * 104
-104 <= nums[i] <= 104
nums 已按 非严格递增 排列
class Solution {
public:
int removeDuplicates(vector<int>& nums) {
int slow = 0;
int fast = 0;
int size = nums.size();
while(fast < size){
if(nums[fast] != nums[slow]){
nums[++slow] = nums[fast];
}
++fast;
}
return slow + 1;
}
};
283. 移动零
给定一个数组 nums，编写一个函数将所有 0 移动到数组的末尾，同时保持非零元素的相对顺序。
请注意 ，必须在不复制数组的情况下原地对数组进行操作。
示例 1:
输入: nums = [0,1,0,3,12]
输出: [1,3,12,0,0]
示例 2:
输入: nums = [0]
输出: [0]
提示:
1 <= nums.length <= 104
-231 <= nums[i] <= 231 - 1
进阶：你能尽量减少完成的操作次数吗？
class Solution {
public:
void moveZeroes(vector<int>& nums) {
int k = 0;
for (int i = 0; i < nums.size(); ++i) {
if (nums[i] != 0){
swap(nums[i], nums[k]);
k++;
}
}
}
};
844. 比较含退格的字符串
给定 s 和 t 两个字符串，当它们分别被输入到空白的文本编辑器后，如果两者相等，返回 true 。# 代表退格字符。
注意：如果对空文本输入退格字符，文本继续为空。
示例 1：
输入：s = “ab#c”, t = “ad#c”
输出：true
解释：s 和 t 都会变成 “ac”。
示例 2：
输入：s = “ab##”, t = “c#d#”
输出：true
解释：s 和 t 都会变成 “”。
示例 3：
输入：s = “a#c”, t = “b”
输出：false
解释：s 会变成 “c”，但 t 仍然是 “b”。
提示：
1 <= s.length, t.length <= 200
s 和 t 只含有小写字母以及字符 ‘#’
进阶：
你可以用 O(n) 的时间复杂度和 O(1) 的空间复杂度解决该问题吗？
class Solution {
public:
bool backspaceCompare(string s, string t) {
stack<char> st1;
stack<char> st2;
for(auto ch : s){
if(ch == '#' && !st1.empty()){
st1.pop();
}
if(ch != '#'){
st1.push(ch);
}
}
for(auto ch : t){
if(ch == '#' && !st2.empty()){
st2.pop();
}
if(ch != '#'){
st2.push(ch);
}
}
if(st1.size()==st2.size()){
while(!st1.empty()){
if(st1.top() != st2.top()){
return false;
}else{
st1.pop();
st2.pop();
}
}
return true;
}else{
return false;
}
}
};
977. 有序数组的平方
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：
输入：nums = [-4,-1,0,3,10]
输出：[0,1,9,16,100]
解释：平方后，数组变为 [16,1,0,9,100]
排序后，数组变为 [0,1,9,16,100]
示例 2：
输入：nums = [-7,-3,2,3,11]
输出：[4,9,9,49,121]
提示：
1 <= nums.length <= 104
-104 <= nums[i] <= 104
nums 已按 非递减顺序 排序
进阶：
请你设计时间复杂度为 O(n) 的算法解决本问题
class Solution {
public:
vector<int> sortedSquares(vector<int>& nums) {
int left = 0;
int right = nums.size() - 1;
int pos = right;
vector<int> arr(pos+1);
for(;left <= right;){
if (nums[left]*nums[left] > nums[right]*nums[right]){
arr[pos] = nums[left]*nums[left];
++left;
}else{
arr[pos] = nums[right]*nums[right];
--right;
}
--pos;
}
return arr;
}
};
209. 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 。
找出该数组中满足其总和大于等于 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 。
示例 1：
输入：target = 7, nums = [2,3,1,2,4,3]
输出：2
解释：子数组 [4,3] 是该条件下的长度最小的子数组。
示例 2：
输入：target = 4, nums = [1,4,4]
输出：1
示例 3：
输入：target = 11, nums = [1,1,1,1,1,1,1,1]
输出：0
提示：
1 <= target <= 109
1 <= nums.length <= 105
1 <= nums[i] <= 105
进阶：
如果你已经实现 O(n) 时间复杂度的解法, 请尝试设计一个 O(n log(n)) 时间复杂度的解法。
class Solution {
public:
int minSubArrayLen(int target, vector<int>& nums) {
int left = 0;
int right = 0;
int sum = 0;
int ret = INT_MAX;
for(;right < nums.size(); ++right){
sum += nums[right];
while(sum >= target){
if(right - left + 1 < ret){
ret = right - left + 1;
}
sum -= nums[left++];
}
}
if(ret == INT_MAX){
return 0;
}else{
return ret;
}
}
};
904. 水果成篮
你正在探访一家农场，农场从左到右种植了一排果树。这些树用一个整数数组 fruits 表示，其中 fruits[i] 是第 i 棵树上的水果 种类 。
你想要尽可能多地收集水果。然而，农场的主人设定了一些严格的规矩，你必须按照要求采摘水果：
你只有 两个 篮子，并且每个篮子只能装 单一类型 的水果。每个篮子能够装的水果总量没有限制。
你可以选择任意一棵树开始采摘，你必须从 每棵 树（包括开始采摘的树）上 恰好摘一个水果 。采摘的水果应当符合篮子中的水果类型。每采摘一次，你将会向右移动到下一棵树，并继续采摘。
一旦你走到某棵树前，但水果不符合篮子的水果类型，那么就必须停止采摘。
给你一个整数数组 fruits ，返回你可以收集的水果的 最大 数目。
示例 1：
输入：fruits = [1,2,1]
输出：3
解释：可以采摘全部 3 棵树。
示例 2：
输入：fruits = [0,1,2,2]
输出：3
解释：可以采摘 [1,2,2] 这三棵树。
如果从第一棵树开始采摘，则只能采摘 [0,1] 这两棵树。
示例 3：
输入：fruits = [1,2,3,2,2]
输出：4
解释：可以采摘 [2,3,2,2] 这四棵树。
如果从第一棵树开始采摘，则只能采摘 [1,2] 这两棵树。
示例 4：
输入：fruits = [3,3,3,1,2,1,1,2,3,3,4]
输出：5
解释：可以采摘 [1,2,1,1,2] 这五棵树。
提示：
1 <= fruits.length <= 105
0 <= fruits[i] < fruits.length
class Solution {
public:
int totalFruit(vector<int>& fruits) {
map<int, int> m;
int ret = 0;
int left = 0;
int right = 0;
for(; right < fruits.size(); ++right){
m[fruits[right]]++;
while(m.size() > 2) {
m[fruits[left]]--;
if(m[fruits[left]] == 0) {
m.erase(fruits[left]);
}
++left;
}
if(right - left + 1 > ret) {
ret = right - left + 1;
}
}
return ret;
}
};
76. 最小覆盖子串
给你一个字符串 s 、一个字符串 t 。返回 s 中涵盖 t 所有字符的最小子串。如果 s 中不存在涵盖 t 所有字符的子串，则返回空字符串 “” 。
注意：
对于 t 中重复字符，我们寻找的子字符串中该字符数量必须不少于 t 中该字符数量。
如果 s 中存在这样的子串，我们保证它是唯一的答案。
示例 1：
输入：s = “ADOBECODEBANC”, t = “ABC”
输出：“BANC”
解释：最小覆盖子串 “BANC” 包含来自字符串 t 的 ‘A’、‘B’ 和 ‘C’。
示例 2：
输入：s = “a”, t = “a”
输出：“a”
解释：整个字符串 s 是最小覆盖子串。
示例 3:
输入: s = “a”, t = “aa”
输出: “”
解释: t 中两个字符 ‘a’ 均应包含在 s 的子串中，
因此没有符合条件的子字符串，返回空字符串。
提示：
m == s.length
n == t.length
1 <= m, n <= 105
s 和 t 由英文字母组成
进阶：你能设计一个在 o(m+n) 时间内解决此问题的算法吗？
class Solution {
public:
string minWindow(string s, string t) {
unordered_map<char,int> hs,ht;
for(int i = 0; i < t.size(); ++i){
ht[t[i]]++;
}
string ret = "";
int mindis = INT_MAX;
int count = 0;
for(int left = 0,right = 0; right < s.size(); ++right){
hs[s[right]]++;
if(hs[s[right]] <= ht[s[right]]){
++count;
}
if(count == t.size()){
while(hs[s[left]] > ht[s[left]]){
hs[s[left]]--;
left++;
}
if(right - left + 1 < mindis){
mindis = right - left + 1;
ret = s.substr(left,right - left + 1);
}
}
}
return ret;
}
};
59. 螺旋矩阵 II
给你一个正整数 n ，生成一个包含 1 到 n2 所有元素，且元素按顺时针顺序螺旋排列的 n x n 正方形矩阵 matrix 。
示例 1：
输入：n = 3
输出：[[1,2,3],[8,9,4],[7,6,5]]
示例 2：
输入：n = 1
输出：[[1]]
提示：
1 <= n <= 20
class Solution {
public:
vector<vector<int>> generateMatrix(int n) {
//模拟一个二维矩阵
vector<vector<int>> ret(n,vector<int>(n));
//获取是个方向的限制 top bottom left right
int left = 0;
int right = n - 1;
int top = 0;
int bottom = n - 1;
int num = 1;
while(num <= n*n){
//左到右
for(int i = left; i <= right; ++i){
ret[top][i] = num++;
}
++top;
//上到下
for(int i = top; i <= bottom; ++i){
ret[i][right] = num++;
}
--right;
//右到左
for(int i = right; i >= left; --i){
ret[bottom][i] = num++;
}
--bottom;
//下到上
for(int i = bottom; i >= top; --i){
ret[i][left] = num++;
}
++left;
}
return ret;
}
};
54. 螺旋矩阵
给你一个 m 行 n 列的矩阵 matrix ，请按照 顺时针螺旋顺序 ，返回矩阵中的所有元素。
示例 1：
输入：matrix = [[1,2,3],[4,5,6],[7,8,9]]
输出：[1,2,3,6,9,8,7,4,5]
示例 2：
输入：matrix = [[1,2,3,4],[5,6,7,8],[9,10,11,12]]
输出：[1,2,3,4,8,12,11,10,9,5,6,7]
提示：
m == matrix.length
n == matrix[i].length
1 <= m, n <= 10
-100 <= matrix[i][j] <= 100
class Solution {
public:
vector<int> spiralOrder(vector<vector<int>>& matrix) {
vector<int> v;
int top = 0;
int left = 0;
int right = matrix[0].size() - 1;
int bottom = matrix.size() - 1;
int sum = right * bottom;
while(true) {
for(int i = left; i <= right; ++i){
v.push_back(matrix[top][i]);
}
if(++top > bottom) break;
for(int i = top; i <= bottom; ++i){
v.push_back(matrix[i][right]);
}
if(--right < left) break;
for(int i = right; i >= left; --i){
v.push_back(matrix[bottom][i]);
}
if(--bottom < top) break;
for(int i = bottom; i >= top; --i){
v.push_back(matrix[i][left]);
}
if(++left > right) break;
}
return v;
}
};