代码随想录算法训练营Day 1 | 704. 二分查找、27. 移除元素

一、数组理论基础

文章链接：

代码随想录

知识点总结：

1. 数组在内存中的存储方式：

数组是存储在连续的内存空间相同类型数据的集合。通过下标索引获取下标对应的数据。 

2. 注意：1）下标从0开始；2）数组内存空间的地址连续

因为数组在内存空间地址连续，所以在增删元素的时候，需要移动其他元素的地址。

3. 数组元素不可以删除，只能覆盖。

二、704.二分查找

题目链接：704. 二分查找 - 力扣（LeetCode）

文章链接：代码随想录

视频链接：手把手带你撕出正确的二分法 | 二分查找法 | 二分搜索法 | LeetCode：704. 二分查找_哔哩哔哩_bilibili

1. 看到题目的第一想法：

没有注意到题目要求使用二分查找，于是打算使用暴力解法，即按索引遍历数组每一个元素，如果元素等于target，则返回其下标。

2. 看完代码随想录的想法：

二分查找需要涉及到Python中的双指针问题：

左闭右闭区间法：

        1）初始化左指针left和右指针right，使其分别指向数组的头元素下标、尾元素下标；

        2）写while循环防止指针溢出，即左指针如果大于右指针就跳出循环；

        3）写出中间指针middle的更新公式：middle = left + (right - left) // 2 或者 middle = (left+right) // 2

                更加推荐第一个公式的写法，如果left和right非常大容易发生整数溢出，而公式一因为先计算出差值，所以相对更加安全。

                注意：指针指向的是下标索引，是整数类型，所以不能（左指针+右指针）/2

        4）比较middle对应的数组元素与target二者的大小：

                如果target等于该元素，则返回的下标就是middle；

                如果target大于该元素，说明target在右区间内，那么将left指针移动到middle+1处；

                如果target小于该元素，说明target在左区间内，那么将右指针移动到middle-1处；

        5）最后如果循环结束没有找到目标值，则返回-1。

左闭右开区间法：

注意更新右区间时，使其等于middle，其余同上。

3. 实现过程中遇到的困难：

        1）循环函数使用混乱

        2）指针定义模糊不清

        3）刻意区分元素个数的奇偶，导致代码逻辑复杂

        4）没有考虑抛出异常、以及指针溢出的情况

4. 今日收获：

1. Python双指针：

        1）对撞指针：一个从头到尾，一个从尾到头，相向而行-->left = 0, right = len(nums)-1

        2）快慢指针：一个指针移动速度快、一个指针移动速度慢，常用于环形链表-->fast, slow

2. Python循环体：

三、27.移除元素

题目链接： 27. 移除元素 - 力扣（LeetCode）

文章讲解：代码随想录

视频讲解：数组中移除元素并不容易！ | LeetCode：27. 移除元素_哔哩哔哩_bilibili

1. 看到题目的第一想法：

        1）暴力解法：

        遍历数组每一个元素，如果发现其等于val，则循环后面的元素依次向前覆盖，每遇到一个等于val的元素就循环一次；

        但是不知道如何统计不等于val元素的数组大小，因为覆盖不会删除原来的元素，所以数组大小并没有改变，无法返回移除元素后的数组大小。

        2）快慢指针法：

        用快指针遍历数组每个元素，遇到元素等于val的值则continue跳过，遇到不等于val的值则将其放入新数组，最后统计新数组的大小并返回。

2. 看完代码随想录的想法：

        1）初始化快慢指针均指向数组索引0的位置，并且设置数组大小size = len(nums)

        2）以指针是否溢出作为循环条件，若快指针大于数组大小则跳出循环

        3）比较快指针指向元素是否等于val：                

                若不等于则慢指针+1；

                若等于则慢指针不变。

                一次循环结束快指针无论如何也+1，继续遍历下一个元素的值，并进行比较。

        4）最后返回慢指针的数值即可。

3. 实现过程中遇到的困难：

        1）不会灵活利用指针将其作为一个计数工具，只想到将它作为下标索引使用

        2）快慢指针使用时需要防止指针溢出数组长度，要对其进行size设置与限定

四、977.有序数组的平方

题目链接： 977. 有序数组的平方 - 力扣（LeetCode）

文章讲解：代码随想录

视频讲解： 双指针法经典题目 | LeetCode：977.有序数组的平方_哔哩哔哩_bilibili

1. 看到题目的第一想法：

        使用对撞指针，初始化左指针和右指针分别在数组的头和尾，然后以左指针小于等于右指针为循环终止条件进入循环，然后比较头尾指针指向的元素平方的大小，选取值较大的优先纳入新数组。

2. 看完代码随想录的想法：

        1）设置对撞指针，初始化使其分别指向数组的头和尾；设置新数组的指针，指向数组尾部；

定义存放元素的新数组。

        2）以左指针小于等于右指针为循环终止条件进入循环。

        3）比较头尾指针指向的元素大小：

                如果left指针指向的元素平方更大，则将其加入新数组，并且左指针向右移动一位；

                如果right指针指向的元素平方更大，则将其加入新数组，并且右指针向左移动一位。

                一次循环结束，新数组的指针向左移动一位。

        4）最后返回新数组的大小。

3. 实现过程中遇到的困难：

        1）不知道如何定义新数组及其新指针：

res = [float('inf')] * len(nums)

        2）新指针的元素存放应该是从后往前、从大到小。

        3）左右指针完成循环一次的移动方向并不一样。