代码随想录算法训练营第一天| 704. 二分查找、27. 移除元素。

本文围绕LeetCode的两道题展开。704二分查找采用二分法,每次将问题规模减半,需注意区间和循环不变量,时间复杂度为O(logn),空间复杂度为O(n)。27移除元素运用双指针思想,实现中要注意C++ vector的size函数,时间复杂度为O(n),空间复杂度为O(1)。

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LeetCode704 二分查找

题目链接:704 二分查找

  • 思路:

    •  二分法。每次把问题规模分成2半。通过与中间的值进行比较,从而选出要去的那一半区域。然后再把要去的这一半再分,再比较,直到得到最终答案。
  • 要注意的是什么?

    • 要注意的是,区间。每次切分时的区间,要对边界的处理不变。不要这里是开,等下就成了闭。
    • 保持循环不变量是保持每次对边界的处理不变。
    •  “区间的定义就是不变量。要在二分查找的过程中,保持不变量,就是在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,这就是循环不变量规则。”
  • 代码

    • 左闭右开代码
       //定义左,定义右,采用左闭右开区间
            int left = 0;
            int right = nums.size(); //开区间时,
            while(left < right) {
                int mid = left + (right - left)/2;
                if(nums[mid] > target ){
                    //中间比目标值大,目标值在左边,改区间,改右的
                    right = mid;} 
              else if (nums[mid] < target){ 
                   //中间比目标值小,目标值在右边,改区间,改左
                   left = mid + 1; } 
                else {return mid;}
            }
             return -1; //找不到

    • 左闭右闭代码
       //定义左,定义右,采用左闭右闭区间
            int left = 0;
            int right = nums.size() - 1;
      
            while(left <= right  ){
                int mid = left + (right -left)/2;
                if(nums[mid]>target) {
                    //中间的比目标值大,我们要小的,要去左边找
                    right = mid - 1;
                } else if(nums[mid]<target){
                    //中间的比目标值小,所以要去右边找
                    left = mid + 1;
                }else {return mid; //找到了
                      }
            }
             return -1;

  • 时间复杂度:O(logn)

    • 时间复杂度分析:时间复杂度与问题规模n有关。这里的问题规模每次都在减小一半。那这个循环要执行几次?所以有2^k = n  执行次数k次。k= log2 n 。同时循环中的语句执行2次;所以f (n) = 2 * log2 n;  化简得O( n )= log n
  • 空间复杂度:O(n)

    • 利用了一个长度为n的数组,所以O(n)
  • 提一嘴:二分法必须是有序的数组才能使用

文章链接:代码随想录网站

视频链接:b站代码随想录

LeetCode27 移除元素

题目链接:27移除元素

  • 思路

    • 双指针的思想。快的指针一直在移动,慢的指针 在快指针遇到不是要移除的元素时移动,并且快指针指向的值覆盖慢指针指向的值。刚开始,快慢指针都是从0出发,而且快指针遇到的是非移除元素时,此时的覆盖其实没什么变化;
    • 然而当快指针遇到要移除的元素时,慢指针停下,落在要移除的元素上。等待快指针遇到下一个非移除元素,这个快指针指向的值对慢指针指向的要移除的元素进行覆盖。
  • 代码

      int slow = 0;//作为慢指针
           for(int fast =0; fast < nums.size(); fast++){
               if(nums[fast] != val) {
                   nums[slow++] = nums[fast];}
           }
           return slow;
  • 在实现过程中遇到的困难:

    • 误用nums.size()函数-1; 在数组中fast的边界是:[0,nums.size()-1]这是肯定的。
    • 怎么说呢?这就要涉及到C++里的vector 的size函数了。 C++ vector 的size函数会返回vector的大小,返回值类型为unsigned int型;
    • 代码中的  fast<=nums.size()-1  以及nums[fast]。容器nums为空时,nums.size()-1是一个非常大的值。 nums[fast]会造成数组下标越界;
    • 解决方法:
      • (1)fast < nums.size()
      • (2)提前定义一个变量 int length = nums.size();  在使用for循环的条件判断时,fast <= length -1 (为空时,第一次判断时, fast = 0 ,判断条件是0< 0-1,条件不成立,退出循环。)
  • 时间复杂度:O(n)

       分析:时间复杂度取决于问题规模n,这里的n是nums.size(),也就是这个容器的长度。一个for循环,for循环里的语句执行1次; 所以执行nums.size() *1 次; 所以也就是O(n)
  • 空间复杂度分析: O(1)

  • 总结:

    • 第一天的感觉还好。加深了容器里size()函数的印象,巩固了“保持循环不变量就是保持每次循环处理的区间不变”

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