Leetcode数组题目

Leetcode 283. 移动零

• 此题是使用双指针法
  • 一个指针是依次向前的
  • 另一个是指向非0区的左边界
  • 每次遇到一个非0的数字，就把他跟左边界位置的数字互换然后将左边界右移一位

    class Solution {
    public:
        void moveZeroes(vector<int>& nums) {
            int nonZero = 0;
            for(int i = 0; i<nums.size(); ++i)
            {
                if(nums[i] != 0)
                {
                    swap(nums[i], nums[nonZero]);
                    ++nonZero;
                }
            }
        }
    
        void swap(int& a, int& b)
        {
            int tmp = a;
            a = b;
            b = tmp;
        }
        
    };

Leetcode 560.和为k的子数组

• 循环一次，每次寻找每个位置的前缀和
• 然后寻找字典中是否存在pre-k
• 假如存在的话，意味着从pre-k的结束位置开始，到当前的位置结束的一段数组的和是k
  • map中pre-k有多少个，增加多少个到结果中

    class Solution {
    public:
        int subarraySum(vector<int>& nums, int k) {
            unordered_map<int, int> mp;
            mp[0] = 1;
            int count = 0, pre = 0;
            for (auto& x:nums) {
                pre += x; // 这一步是前缀和
                if (mp.find(pre - k) != mp.end()) {
                    count += mp[pre - k]; // 可行的计数加上这个计数
                }
                mp[pre]++; // 添加上当前计算的前缀和到字典
            }
            return count;
        }
    };

Leetcode 33. 搜索旋转排序数组

• 此题是针对一个向后平移过的有序数组进行操作
• 如果数组的第一个元素小于当前元素，则当前元素位于数组的前半部分，否则是后半部分
• 然后在自己的区间内二分即可，与数组的最左侧和最右侧元素比较

  class Solution {
  public:
      int search(vector<int>& nums, int target) {
          int n = (int)nums.size();
          if (!n) {
              return -1;
          }
          if (n == 1) {
              return nums[0] == target ? 0 : -1;
          }
          int l = 0, r = n - 1;
          while (l <= r) {
              int mid = (l + r) / 2;
              if (nums[mid] == target) return mid;
              if (nums[0] <= nums[mid]) {
                  if (nums[0] <= target && target < nums[mid]) {
                      r = mid - 1;
                  } else {
                      l = mid + 1;
                  }
              } else {
                  if (nums[mid] < target && target <= nums[n - 1]) {
                      l = mid + 1;
                  } else {
                      r = mid - 1;
                  }
              }
          }
          return -1;
      }
  };

  Leetcode 977. 有序数组的平方

• 此题因为是针对一个已经排序的数组，所以最大值不是在数组的头部就是在数组的尾部，因此每次只要从后往前依次插入当前首部和尾部平方值较大的一个元素即可
• 注意插入是倒序的

  class Solution {
  public:
      vector<int> sortedSquares(vector<int>& nums) {
          vector<int> ret(nums.size(), 0);
          int begin = 0, end = nums.size()-1;
          int k = nums.size()-1;
          while(k>=0)
          {
              if(nums[begin]*nums[begin]<nums[end]*nums[end])
              {
                  ret[k--] = nums[end]*nums[end];
                  --end;
              }
              else 
              {
                  ret[k--] = nums[begin]*nums[begin];
                  ++begin;
              }
          }
          return ret;
      }
  };

LeetCode 153. 寻找旋转排序数组中的最小值

• 我们考虑数组中的最后一个元素x：在最小值右侧的元素（不包括最后一个元素本身），它们的值一定都严格小于x；而在最小值左侧的元素，它们的值一定都严格大于x。因此，我们可以根据这一条性质，通过二分查找的方法找出最小值。

  class Solution {
  public:
      int findMin(vector<int>& nums) {
          int low = 0;
          int high = nums.size() - 1;
          while (low < high) {
              int pivot = low + (high - low) / 2;
              if (nums[pivot] < nums[high]) {
                  high = pivot;
              }
              else {
                  low = pivot + 1;
              }
          }
          return nums[low];
      }
  };

  Leetcode 4. 寻找两个正序数组的中位数

• 此题较为复杂，建议查看题解

  class Solution {
  public:
      int getKthElement(const vector<int>& nums1, const vector<int>& nums2, int k) {
          /* 主要思路：要找到第 k (k>1) 小的元素，那么就取 pivot1 = nums1[k/2-1] 和 pivot2 = nums2[k/2-1] 进行比较
           * 这里的 "/" 表示整除
           * nums1 中小于等于 pivot1 的元素有 nums1[0 .. k/2-2] 共计 k/2-1 个
           * nums2 中小于等于 pivot2 的元素有 nums2[0 .. k/2-2] 共计 k/2-1 个
           * 取 pivot = min(pivot1, pivot2)，两个数组中小于等于 pivot 的元素共计不会超过 (k/2-1) + (k/2-1) <= k-2 个
           * 这样 pivot 本身最大也只能是第 k-1 小的元素
           * 如果 pivot = pivot1，那么 nums1[0 .. k/2-1] 都不可能是第 k 小的元素。把这些元素全部 "删除"，剩下的作为新的 nums1 数组
           * 如果 pivot = pivot2，那么 nums2[0 .. k/2-1] 都不可能是第 k 小的元素。把这些元素全部 "删除"，剩下的作为新的 nums2 数组
           * 由于我们 "删除" 了一些元素（这些元素都比第 k 小的元素要小），因此需要修改 k 的值，减去删除的数的个数
           */
  
          int m = nums1.size();
          int n = nums2.size();
          int index1 = 0, index2 = 0;
  
          while (true) {
              // 边界情况
              if (index1 == m) {
                  return nums2[index2 + k - 1];
              }
              if (index2 == n) {
                  return nums1[index1 + k - 1];
              }
              if (k == 1) {
                  return min(nums1[index1], nums2[index2]);
              }
  
              // 正常情况
              int newIndex1 = min(index1 + k / 2 - 1, m - 1);
              int newIndex2 = min(index2 + k / 2 - 1, n - 1);
              int pivot1 = nums1[newIndex1];
              int pivot2 = nums2[newIndex2];
              if (pivot1 <= pivot2) {
                  k -= newIndex1 - index1 + 1;
                  index1 = newIndex1 + 1;
              }
              else {
                  k -= newIndex2 - index2 + 1;
                  index2 = newIndex2 + 1;
              }
          }
      }
  
      double findMedianSortedArrays(vector<int>& nums1, vector<int>& nums2) {
          int totalLength = nums1.size() + nums2.size();
          if (totalLength % 2 == 1) {
              return getKthElement(nums1, nums2, (totalLength + 1) / 2);
          }
          else {
              return (getKthElement(nums1, nums2, totalLength / 2) + getKthElement(nums1, nums2, totalLength / 2 + 1)) / 2.0;
          }
      }
  };

Leetcode 136. 只出现一次的数字

• 对整个数组元素挨个求异或，最后剩下的一个就是只出现一次的那个
• 因为出现过两次的会因为自己异或自己而变为0

  class Solution {
  public:
      int singleNumber(vector<int>& nums) {
          int sum = nums[0];
          for(int i = 1; i<nums.size(); ++i)
          {
              sum^=nums[i];
          }
          
          return sum;
      }
  };

LeetCode 31. 下一个排列

• 参考
• 从后向前 查找第一个 相邻升序 的元素对 (i,j)，满足 A[i] < A[j]。此时 [j,end) 必然是降序
• 在 [j,end) 从后向前 查找第一个满足 A[i] < A[k] 的 k。A[i]、A[k] 分别就是上文所说的「小数」、「大数」
• 将 A[i] 与 A[k] 交换
• 可以断定这时 [j,end) 必然是降序，逆置 [j,end)，使其升序
• 如果在步骤 1 找不到符合的相邻元素对，说明当前 [begin,end) 为一个降序顺序，则直接跳到步骤 4

class Solution {
public:
    void nextPermutation(vector<int>& nums) {
        int l=nums.size(),i=l-2;
        while(i>=0&&nums[i]>=nums[i+1]){
            i--;
        }
        if(i>=0){
            int j=l-1;
            //找出nums[i]后面大于nums[i]的最小数的下标
            while(nums[j]<=nums[i]){
                j--;
            }
            swap(nums[i],nums[j]);
            reverse(nums.begin()+i+1,nums.end());//交换完后对nums[i]后面的数字进行从小到大排列
            //因为此时nums.begin()+i+1到nums.end()一定是降序排列,所以只需reverse就是从小到大排列了
        }else{//说明是最大排列,下一个应该是最小排列
            reverse(nums.begin(),nums.end());
        }
        return;
    }
};

Leetcode 452. 用最少数量的箭引爆气球

• 按照区间的右端点排序，取右端点的值，直到目前的区间的右端点的值小于下一个区间的左端点的值的时候就说明没有重叠部分了，需要增加新的区间

  class Solution {
  public:
      int findMinArrowShots(vector<vector<int>>& points) {
          if (points.empty()) {
              return 0;
          }
          sort(points.begin(), points.end(), [](const vector<int>& u, const vector<int>& v) {
              return u[1] < v[1];
          });
          int pos = points[0][1];
          int ans = 1;
          for (const vector<int>& balloon: points) {
              if (balloon[0] > pos) {
                  pos = balloon[1];
                  ++ans;
              }
          }
          return ans;
      }
  };