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:
LeetCode 数组篇_第1张图片

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:
LeetCode 数组篇_第2张图片

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:
LeetCode 数组篇_第3张图片

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;
    }
};

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