【剑指offer】 旋转数组的最小数字 C++实现

本文介绍了三种解决旋转数组中找到最小数字的方法,包括两头比较、剑指offer官方的二分查找变种以及暴力搜索策略,详细解析了每种方法的思路并提供了C++代码实现。

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旋转数组的最小数字(三种解法)

题目

在这里插入图片描述
解题

方法一

两头比较 我最先想到的方法是设置两个指针low和high,low指向数组首部,high指向数组尾部,两个指针所指位置的数值进行比较,如果rotateArray[low]>=rotateArray[high],low++;反之high–。这种方法和第二种方法用时基本一致,而且不用单独考虑特殊值10111,上代码:

class Solution1 {
public:
    int minNumberInRotateArray(vector<int> rotateArray) {
  if(rotateArray.empty())
   return 0;
  int len = rotateArray.size();
  if(len==0)
   return 0;
  if(len==1)
   return rotateArray[0];
  for(int i=0;i<len;i++)
  {
   if(rotateArray[i]<0)
    return 0;
  }
  int low = 0,high = len-1;
  int minNum = 0;
  while(low<high && rotateArray[low]>=rotateArray[high])
  {
   low++;
  }
  minNum = rotateArray[low];
  while(low<high && rotateArray[low]<rotateArray[high])
  {
   high--;
  }
  minNum = rotateArray[high];
  int minNum1 = rotateArray[low];
  return minNum;
    }
};

方法二

剑指offer官方办法,二分查找变种 这个办法我感觉最麻烦的就是要考虑特殊值(比如:10111)情况,不然直接GG。代码如下:

class Solution {
public:
    int minNumberInRotateArray(vector<int> rotateArray) {
  int len = rotateArray.size();
  if(len==0)
   return 0;
  for(int i=0;i<len;i++)
  {
   if(rotateArray[i]<0)
    return 0;
  }
  int low = 0,high = len-1;
  int mid;
  while(low<high)
  {
   if(rotateArray[low]<rotateArray[high])
   {
    return rotateArray[low];
   }else
   {
    mid = (low+high)/2;
    if(rotateArray[mid]>rotateArray[high])
    {
     low = mid+1;
    }else if(rotateArray[mid]<rotateArray[high])
    {
     high = mid;
    }
    else
    {
     low++;
    }
   }
  }
  return rotateArray[low];
    }
};

方法三

暴力搜索 ,简直是万金油方法

最后放上main函数

int main()
{
 vector<int> arr;
 int num;
 int n;
 cin>>n;
 for(int i=0;i<n;i++)
 {
  cin>>num;
  arr.push_back(num);
 }
 Solution s;
 cout<<s.minNumberInRotateArray(arr)<<endl;
 system("pause");
 return 0;
}
### 剑指Offer中的排序算法题解 #### 归并排序的应用实例 对于数组 `B` 的构建,通过两次遍历实现乘积数组的构造。第一次正向遍历计算前缀积存入 `B[i] = A[0] * …A[i-1]`;第二次反向遍历更新 `B[i] = A[i+1]…A[n-1] * B[i]`[^1]。 ```cpp vector<int> constructProductArray(const vector<int>& nums) { int length = nums.size(); vector<int> b(length, 1); // 计算下三角矩阵连乘结果 int product = 1; for(int i=1;i<length;++i){ product *= nums[i-1]; b[i]=product; } // 计算上三角矩阵连乘结果并与之前的结果相乘 product = 1; for(int j=length-2;j>=0;--j){ product*=nums[j+1]; b[j]*=product; } return b; } ``` 此方法巧妙地避开了直接除法运算可能带来的浮点数精度损失问题,并且时间复杂度保持在线性级别O(n),空间复杂度同样为O(n)用于存储最终返回的产品数组b[]。 #### 数组最小值查找优化 针对旋转排序数组特性设计了一种线性扫描策略来寻找其中的最小元素。当遇到降序对时即找到了原升序序列被切割后的起点位置,从而确定了整个数组中真正的最小值所在索引处的新首项[^3]。 ```cpp class Solution { public: int minArray(vector<int>& numbers) { int n = numbers.size(); if (n == 1) return numbers[0]; for (int i = 0; i < n - 1; ++i) if (numbers[i] > numbers[i + 1]) return numbers[i + 1]; return numbers[0]; } }; ``` 这段代码实现了常量级别的额外内存消耗以及最坏情况下仍能保证O(n)的时间性能表现,在处理边界条件方面也做了充分考虑。 #### 使用哈希表解决唯一性检测问题 为了高效找出列表里仅出现过一次的那个整数值,采用C++ STL库内的关联容器——映射(map)来进行频率计数操作。先完成一轮完整的迭代填充好键值对关系之后再做第二轮筛选工作以定位目标单例元素的位置[^4]。 ```cpp class Solution { public: int singleNumber(vector<int>& nums) { map<int, int> count_map; // 统计各数字出现频次 for(auto& e : nums){ count_map[e]++; } // 查找只出现了1次的数字 for(auto& pair : count_map){ if(pair.second == 1) return pair.first; } throw invalid_argument("No unique element found"); } }; ``` 上述三种题目均体现了不同场景下的排序思维应用方式及其变体形式,展示了如何灵活运用基础数据结构与算法技巧解决问题的能力。
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