代码随想录——Java刷题记录

Kixuan214

已于 2023-12-06 15:15:59 修改

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文章标签： leetcode 算法 java 数据结构

于 2023-11-06 20:50:35 首次发布

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/Kixuan214/article/details/134254485

数组（11.2-11.5）

定义：数组是存放在连续内存空间上的相同类型数据的集合，下标都是从0开始。

特点：连续 ==> 查找方便，新增/删除不方便【数组的元素是不能删的，只能覆盖】

1、二分查找

题目：704. 二分查找 - 力扣（LeetCode）

前提：数组为有序数组 + 数组中无重复元素

难点：对区间的定义想清楚 ==》保持不变量（在while寻找中每一次边界的处理都要坚持根据区间的定义来操作） ==》循环不变量规则

左闭右闭 [left, right]
- 范围包含right
- left = right 时是有意义的，也就是在中间只有一个数的时候 ==》 while (left <= right)
- 左右边界变的时候要多移一位
左开右闭 [left, right) ==> while (left < right)
- 范围不包含right
- left = right 时是没有意义的 ==》 while (left < right)
- left需要多移动一位，right不需要，因为反正也不包含
相当于[1，2，3]和[1，2，3）的区别

示例：Java左闭右闭区间

class Solution {
    public int search(int[] nums, int target) {
    // 避免当 target 小于nums[0] nums[nums.length - 1]时多次循环运算
        if (target < nums[0] || target > nums[nums.length - 1])      
            return -1;
        int left = 0, right = nums.length - 1;
        while (left <= right) {
            int mid = left + ((right - left) >> 1);
            if (nums[mid] == target)
                return mid;
            else if (nums[mid] < target)
                left = mid + 1;
            else if (nums[mid] > target)
                right = mid - 1;
        }
        return -1;
    }
}

时间复杂度：O(log n)
空间复杂度：O(1)

2、移除元素【快慢指针】

题目：27. 移除元素 - 力扣（LeetCode）

前提：数组中在保持基本顺序不变的前提下，删除指定元素（主要是减少空间复杂度）

难点：理解快慢指针的具体含义

快指针：寻找新数组的元素，新数组就是不含有目标元素的数组
慢指针：指向更新新数组下标的位置

27.移除元素-双指针法

示例：

class Solution {
    public int removeElement(int[] nums, int val) {
        // 快慢指针
        int slowIndex = 0;
        for (int fastIndex = 0; fastIndex < nums.length; fastIndex++) {
            if (nums[fastIndex] != val) {
                nums[slowIndex] = nums[fastIndex];
                slowIndex++;
            }
        }
        return slowIndex;
    }
}

时间复杂度：O(n)
空间复杂度：O(1)

3、有序数组的平方【快慢指针】

题目： 977. 有序数组的平方 - 力扣（LeetCode）

前提： 非递减顺序 排序

难点：非递减 ==》平方大小两边向中间递减 ==》对向双指针移动的逻辑

实现：

class Solution {
    public int[] sortedSquares(int[] nums) {
        int p=nums.length-1;
        int[] arr=new int[nums.length];
        int left=0;
        int right=nums.length-1;
        while(left <= right){
            // 对向移动
           if(Math.abs(nums[left]) > Math.abs(nums[right])){
                arr[p]=nums[left] * nums[left];
                left++;
            }else{
                arr[p]=nums[right] * nums[right];
                right--;
            }
            p--;
        }
        return arr;
    }
}

时间复杂度：O(n)
空间复杂度：O(1)

4、长度最小的子数组【滑动窗口】

题目：209. 长度最小的子数组 - 力扣（LeetCode）

前提：问题涉及连续子数组或子字符串

难点：不断的调节子序列的起始位置和终止位置，注意for表示的是窗口的终止位置，每次for先确定终止位置再不断向前调整起始位置

209.长度最小的子数组

滑动窗口的精妙之处在于根据当前子序列和大小的情况，不断调节子序列的起始位置。从而将O(n^2)暴力解法降为O(n)。

leetcode_209

示例：

class Solution {
    public int minSubArrayLen(int target, int[] nums) {
        int result = nums.length + 1;
        int sum = 0;
        int left = 0;

        // 滑动窗口，移动的是终止位置
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            sum += nums[i];

            while (sum >= target) {
                result = Math.min(result, i - left + 1);
                // 每次直接从确定的初始位置开始移动，因为是已经计算过的长度最短
                sum -= nums[left];
                left++;
            }
        }
        return result == nums.length + 1 ? 0 : result;
    }
}

5、螺旋矩阵Ⅱ【模拟】

题目：59. 螺旋矩阵 II - 力扣（LeetCode）

前提：好像没什么前提🤔

难点：模拟过程，边界处理，坚持循环不变量原则

示例：

class Solution {
    public int[][] generateMatrix(int n) {
        int[][] arr = new int[n][n];
        // 主要是定义的这四个变量对边界的处理
        int startx=0,starty=0;
        int endx=n-1,endy=n-1;
        int cnt=1;

        while(cnt<=n*n){
            // 从左到右
            for(int i=startx;i<=endx;i++){
                arr[starty][i]=cnt++;
            }
            starty++;

            // 从上到下
            for(int i = starty;i<=endy;i++)
                arr[i][endx]=cnt++;
            endx--;

            // 从右到左
            for(int i = endx;i>=startx;i--)
                arr[endy][i]=cnt++;
            endy--;

            // 从下到上
            for(int i =endy;i>=starty;i--)
                arr[i][startx]=cnt++;
            startx++;
        }
        return arr;
    }
}

相关题目推荐：【还没做完捏】

54. 螺旋矩阵 - 力扣（LeetCode）

LCR 146. 螺旋遍历二维数组 - 力扣（LeetCode）：思路很像，但注意跳出的时机，这里就不一定循环一整轮才跳出，必须每次遍历完就判断是否需要跳出，而且注意区别++i和i++的区别

class Solution {
    public int[] spiralArray(int[][] array) {
        // 添加特殊情况判断
        if (array == null || array.length == 0 || array[0].length == 0)
            return new int[0];

        int endy = array.length - 1, endx = array[0].length - 1;
        int startx = 0, starty = 0;
        int cnt = 0;
        int size = (endx + 1) * (endy + 1);
        int[] num = new int[size];

        // 首先注意跳出的时机，这里就不一定循环一整轮才跳出，必须每次遍历完就判断是否需要跳出
        while (true) {
            // 从左到右
            for (int i = startx; i <= endx; i++) 
                num[cnt++] = array[starty][i];
            // 注意++starty和starty++的区别
            if(++starty > endy) break;

            // 从上到下
            for (int i = starty; i <= endy; i++) 
                num[cnt++] = array[i][endx];
            if(--endx<startx)break;

            // 从右到左
            for (int i = endx; i >= startx; i--) 
                num[cnt++] = array[endy][i];
            if(--endy<starty)break;

            // 从下到上
            for (int i = endy; i >= starty; i--) 
                num[cnt++] = array[i][startx];
            if(++startx>endx)break;
        }
        return num;
    }
}