算法编程(五)

一、指定一个正序排列的数组和目标数字S,从数组中找到两个元素它们的和值为S(数字不重复,如果有多个,只需要得到一组即可)

    题目很好理解,比如输入数组{1,3,4,6,8,11,20}和目标数字11,那么其中3、8的和值为11,找到它们即可。

    这个题目最粗暴的解法就是逐个元素遍历数组,逐个相加...比如从1开始,让1与此后的每个元素相加并判断和值是否等于11,直到相等或者和值大于11结束,当和值大于11时,则结束本次遍历,然后从3开始再开始一轮...时间复杂度很高。

 

    这个题的关键:数组是排序的,既然只需要找到一对元素即可,那么我们假定它的值是一个大数 + 小数;那么我们就可以定义两个指针,从数组的两端开始遍历。

数组:
1 3 4 6 8 11 20

1)
左端指针从1开始,右端指针从20开始。
2)
1 + 20 > 11
由此可见,大数太大了,所以右端指针向小数方向移动
3)
1 + 11 > 11,同理
4)
1 + 8 < 11
以为这我们的小数选的太小了,所以左端指针向大数方向移动
5)
2 + 8 < 11,同理
6)
3 + 8 = 11,找到结果了

 

    代码样例:

public static void find(int[] source,int target) {
    if(source.length == 0) {
        return;
    }
    int li = 0;
    int ri = source.length - 1;
    while (true) {
        if(li >= ri) {
            System.out.println("Not found");
            break;
        }
        int left = source[li];
        int right = source[ri];
        if(left + right == target) {
            System.out.println(left + "," + right);
            break;
        }else if(left + right > target) {
            ri--;
        }else {
            li++;
        }
    }
}

  

二、给定一个数字S,请找出和值为S的所有连续的数字列表,从1开始

    比如指定数字为9,那么其符合要求的连续数字包括:1 + 2 + 3 + 4 = 4 + 5。

    这个算法的实现,和第一题几乎如出一辙;我们要选定两个数字分别作为初始的大数和小数,small = 1,big = 2;因为 1 +2 < 9,所以big向后选择,直到4,此时和值为9;然后small向后选择、big也向后:2 + 3 +4 +5,此值和值大于9,那么small只能向后驱动(减少参加计算的数字),直到等于9或者剩余一个数字位置..

 

    代码样例:

public static void find(int[] source,int target) {
    if(source.length == 0) {
        return;
    }
    int small = 1;
    int big = 2;
    int current = big + small;
    while (true) {
        if(small == big) {
            break;
        }
        if(current == target ) {
            System.out.println(small + "~" + big);
            big++;
            current += big;
            current -= small;
            small++;
        }else if(current < target) {
            big++;
            current += big;
        }else {
            current -= small;
            small++;
        }
    }
}

 

三、将一个字符串中单词出现的顺序翻转

    比如字符串(字符数组)“I am a student!”,翻转成“student! a am I”,注意只是翻转单词出现的顺序,仍保持单词原样。

    这个题的解法非常多,特别是使用高级API的时候特别容易,但是我们此处有个要求,不能使用高级API,不能额外使用新的空间。该怎么办?

 

    这就限定程序只能在原有的字符数组上进行翻转顺序,思路:

    1)首先将整个字符数组翻转,得到“!tneduts a ma I”。

    2)然后遍历上述字符串,遇到空格分隔符时,利用相同的算法,将空格之间的字符数组翻转。比如遇到一个空格时,将“!tneduts”翻转成“student”。

 

    代码样例:

public static String reserveWords(String source) {
    if(source == null || source.isEmpty()) {
        return source;
    }
    char[] chars = source.toCharArray();
    reserve(chars,0,chars.length - 1);
    char space = ' ';
    int start = 0;
    for(int i=0; i < chars.length - 1; i++) {
        if(chars[i] == space) {
            reserve(chars,start,i - 1);
            start = i+1;
        }
    }
    return new String(chars);
}

private static void reserve(char[] source,int start,int end) {
    if(start >= end) {
        return;
    }
    while (true) {
        if(start >= end) {
            break;
        }
        char tmp = source[start];
        source[start] = source[end];
        source[end] = tmp;
        start++;
        end--;
    }
}

 

四、指定一个字符数组和位置,将此位置之前的字符串和其之后的字符串交换位置

     比如输入“abcdefg”和3,那么3对应的字符串为d,即将“abc”交换到“defg”之后,最终字符数组为“defgabc”。

     说实话,这个题我第一感觉也没思路,我想到的那个笨办法一定不是理想的。我们还需要参照上题,既然是反转字符串,基本思路相同。

原始字符串:abcdefg
分割点:d
1根据分割点,将字符数组分成2部分
abc|defg

2)分别对两部分反转
cba|gfed

3)然后在整体进行反转即可得到结果
defgabc

由此可见,整体思路与上题相同,但是分解过程正好相反。

 

    代码样例: 

public static String reserve(String sources,int position) {
    if(sources == null || sources.isEmpty()) {
        return null;
    }
    char[] chars = sources.toCharArray();
    if(position < 0 || position >= chars.length) {
        throw new RuntimeException("Error!");
    }
    reserve(chars,0,position - 1);
    reserve(chars,position,chars.length - 1);
    reserve(chars,0,chars.length - 1);
    return new String(chars);
}

private static void reserve(char[] source,int start,int end) {
    if(start >= end) {
        return;
    }
    while (true) {
        if(start >= end) {
            break;
        }
        char tmp = source[start];
        source[start] = source[end];
        source[end] = tmp;
        start++;
        end--;
    }
}

 

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