算法学习——LeetCode力扣数组篇

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704. 二分查找

704. 二分查找 - 力扣（LeetCode）

描述

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

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。

代码解析

class Solution {
public:
    int search(vector<int>& nums, int target) {
        int left = 0;
        int right = nums.size()-1;

        while(left <= right)
        {
            int mid = left + (right - left)/2;
            if(nums[mid] == target) return mid;

            if(nums[mid] > target)
            {
                right = mid - 1;
            }else if(nums[mid] < target)
            {
                left = mid + 1;
            }
        }
        return -1;
    }
};

27. 移除元素

27. 移除元素 - 力扣（LeetCode）

描述

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

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

代码解析

暴力法

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

class Solution {
public:
    int removeElement(vector<int>& nums, int val) {

        int i=0, j=0;
        int size = nums.size();
        for ( i = 0; i <size; i++)
        {
            if (nums[i] == val) 
            {
                for (j = i; j < size-1; j++)
                {
                    nums[j] = nums[j + 1];
                }
                size--;
                i--;
            }
        }

        return size;
    }
};



int main()
{
    vector<int> my_nums = { 0,1,2,2,3,0,4,2 };

    int my_val= 2;

    Solution a;

    cout << a.removeElement(my_nums, my_val) << ", nums = [";
    for (int i=0; i < a.removeElement(my_nums,my_val); i++)
    {
        cout << my_nums[i] << ' ';
    }
    cout <<']'<< endl;
        
	return 0;

}

双指针法

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

class Solution {
public:
    int removeElement(vector<int>& nums, int val) {

        int fastIndex = 0, slowIndex = 0;
        for (fastIndex = 0; fastIndex < nums.size(); fastIndex++)
        {
            if (nums[fastIndex] != val)
            {
                nums[slowIndex] = nums[fastIndex];
                slowIndex++;
            }
        }

        return slowIndex;
    }
};



int main()
{
    vector<int> my_nums = { 0,1,2,2,3,0,4,2 };

    int my_val= 2;

    Solution a;

    cout << a.removeElement(my_nums, my_val) << ", nums = [";
    for (int i=0; i < a.removeElement(my_nums,my_val); i++)
    {
        cout << my_nums[i] << ' ';
    }
    cout <<']'<< endl;
        
	return 0;

}

977. 有序数组的平方

977. 有序数组的平方 - 力扣（LeetCode）

描述

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

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

代码解析

库函数

class Solution {
public:
    vector<int> sortedSquares(vector<int>& nums) {

        for(int i=0 ;i<nums.size();i++)
        {
            nums[i] = pow(nums[i],2);;
        }
        sort(nums.begin(),nums.end());
        return nums;
    }
};

双指针

class Solution {
public:
    vector<int> sortedSquares(vector<int>& nums) {
        int left=0 ,right = nums.size()-1;
        vector<int> result;

        while(left<=right)
        {
            if( pow(nums[left],2) >= pow(nums[right],2) )
            {
                result.insert(result.begin() , pow(nums[left],2) );
                left++;
            }else
            {
                 result.insert(result.begin() , pow(nums[right],2) );
                right--;
            } 
        }
        return result;
    }
};

209. 长度最小的子数组

209. 长度最小的子数组 - 力扣（LeetCode）

描述

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

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。

代码解析

class Solution {
public:
 
    int minSubArrayLen(int target, vector<int>& nums) {
        int result=INT_MAX ,sum=nums[0];
        int left=0,right=0;
        for(right=0 ; right<nums.size() && left<=right;)
        {
            if( sum >= target )
            {
                
                if( right-left+1 <= result) result = right-left+1 ;
                cout<<left<<' '<<right<<' '<<sum<<endl;
                sum -=  nums[left];
                left++;
            }else
            {
                right++;
                if(right>=nums.size()) break;
                sum += nums[right];
            }
        }
        if(result == INT_MAX) return 0;
        return result;
    }
};

59. 螺旋矩阵 II

59. 螺旋矩阵 II - 力扣（LeetCode）

描述

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

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

代码解析

自己写的

n>=2以上都适用，要单独对n=1写一个特例
变量过多，过于复杂

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

class Solution {
public:
    vector<vector<int>> generateMatrix(int n) {

        vector<vector<int>> nums(n, vector<int>(n, 0));
        int number = 0, F1_H=0,F1_L=0,F2_H=0,F2_L=n-1,F3_H=n-1,F3_L=n-1, F4_H = n-1, F4_L = 0;
        int flag = 0, length = n - 1;
        while (1)
        {
            if (n == 1)
            {
                nums[0][0] = 1;
                break;
            }
            if (number == (n * n))break;
            
            for (int i = 0; i < n; i++)
            {
                for (int j = 0; j < n; j++)
                {
                    cout << nums[i][j] << ' ';
                }
                cout << endl;
            }
            cout << "--------------------" << endl;
            
            if (flag == 0)
            {
                for (int i = 0; i < length; i++)
                {
                    number++;
                    nums[F1_H][F1_L+i] = number;
                }
                F1_H++;
                F1_L++;
                flag++;
            }
            else if (flag == 1)
            {
                for (int i = 0; i < length; i++)
                {
                    number++;
                    nums[F2_H+i][F2_L] = number;
                }
                F2_H++;
                F2_L--;
                flag++;
            }
            else if (flag == 2)
            {
                for (int i = 0; i < length; i++)
                {
                    number++;
                    nums[F3_H ][F3_L-i] = number;
                }
                F3_H--;
                F3_L--;
                flag++;
            }
            else if (flag == 3)
            {
                
                for (int i = 0; i < length; i++)
                {
                    number++;
                    nums[F4_H-i][F4_L ] = number;
                }
                F4_H--;
                F4_L++;
                flag=0;
                if (length == 2)length = 1;
                else length = length - 2;
                
                
            }
        }
        return nums;
    } 
};



int main()
{
   

    int n = 1;

    Solution a;

    vector<vector<int>> res = a.generateMatrix(n );
    
    for (int i = 0; i < n; i++)
    {
        for (int j = 0; j < n; j++)
        {
            cout << res[i][j]<<' ';
        }
        cout << endl;
    }
        
	return 0;

}

卡尔版本

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

class Solution {
public:
    vector<vector<int>> generateMatrix(int n) {

        vector<vector<int>> nums(n, vector<int>(n, 0));
        int number = 1,start_X=0,start_Y=0 ;
        int flag = 0, length = 0;
        int loop = n / 2;
        int i = 0, j = 0;
        while (loop--)
        {

            i = start_X;
            j = start_Y;


            for ( j = start_Y; j < start_Y + n - length - 1; j++) nums[i][j] = number++;

            for ( i = start_X; i < start_X + n - length - 1; i++) nums[i][j] = number++;

            for (; j > start_Y ; j--) nums[i][j] = number++;

            for (; i > start_X ; i--) nums[i][j] = number++;

            start_X++;
            start_Y++;
            length += 2;
            
            
            for ( i = 0; i < n; i++)
            {
                for ( j = 0; j < n; j++)
                {
                    cout << nums[i][j] << ' ';
                }
                cout << endl;
            }
            cout << "--------------------" << endl;
            

        }
        if (n % 2 == 1) nums[n / 2][n / 2] = number;
        return nums;
    } 
};



int main()
{
   

    int n = 4;

    Solution a;

    vector<vector<int>> res = a.generateMatrix(n );
    
    for (int i = 0; i < n; i++)
    {
        for (int j = 0; j < n; j++)
        {
            cout << res[i][j]<<' ';
        }
        cout << endl;
    }
        
	return 0;

}