414. 第三大的数-LeetCode(C++)

原创于 2024-09-25 00:02:23 发布 · 1k 阅读

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#leetcode #c++ #算法

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414. 第三大的数

题目

给你一个非空数组，返回此数组中 第三大的数 。如果不存在，则返回数组中最大的数。

提示：

1 <= nums.length <= 104
-231 <= nums[i] <= 231 - 1

示例

示例 1：

输入：[3, 2, 1]
输出：1
解释：第三大的数是 1 。

示例 2：

输入：[1, 2]
输出：2
解释：第三大的数不存在, 所以返回最大的数 2 。

示例 3：

输入：[2, 2, 3, 1]
输出：1
解释：注意，要求返回第三大的数，是指在所有不同数字中排第三大的数。
此例中存在两个值为 2 的数，它们都排第二。在所有不同数字中排第三大的数为 1 。

题解1 - `set`

遍历数组，用一个有序集合来维护数组中前三大的数。每遍历一个数，就将其插入有序集合，若有序集合的大小超过 3，就删除集合中的最小元素。这样可以保证有序集合的大小至多为 3，且遍历结束后，若有序集合的大小为 3，其最小值就是数组中第三大的数；若有序集合的大小不足 3，那么就返回有序集合中的最大值。

class Solution {
public:
    int thirdMax(vector<int> &nums) {
        set<int> s;
        for (int num : nums) {
            s.insert(num);
            if (s.size() > 3) {
                s.erase(s.begin());
            }
        }
        return s.size() == 3 ? *s.begin() : *s.rbegin();
    }
};

题解2 - 一次遍历

class Solution {
public:
    int thirdMax(vector<int> &nums) {
        long a = LONG_MIN, b = LONG_MIN, c = LONG_MIN;
        for (long num : nums) {
            if (num > a) {
                c = b;
                b = a;
                a = num;
            } else if (a > num && num > b) {
                c = b;
                b = num;
            } else if (b > num && num > c) {
                c = num;
            }
        }
        return c == LONG_MIN ? a : c;
    }
};

C++相关语法： `<set>` 头文件中的`set`

set 是 C++ 标准模板库（STL）中的一个容器类，它基于平衡二叉搜索树（通常是红黑树）实现。set 容器中的元素是唯一的，并且是自动排序的。元素的排序是基于元素的比较函数，对于内置数据类型（如 int、double 等），它使用 < 运算符来比较元素。

以下是 set 的一些主要特性：

唯一性：set 中的元素不能重复，如果尝试插入一个已存在的元素，该元素不会被加入到 set 中。
排序：set 中的元素是按照升序自动排序的。
不包含重复元素：即使插入操作尝试添加重复元素，set 也不会包含重复元素。
高效的查找、插入和删除操作：set 提供对数时间复杂度的查找、插入和删除操作。
迭代器：set 提供了迭代器，可以用于遍历元素。
成员函数：set 提供了一系列的成员函数，如 insert()、erase()、find()、size()、empty() 等。

函数：

构造函数：
- set(): 默认构造函数，创建一个空的 set。
- set(initializer_list<T> init): 创建一个包含指定初始化列表中元素的 set。
迭代器：
- begin(): 返回指向第一个元素的迭代器。
- end(): 返回一个指向 set 结束位置的迭代器。
- rbegin(): 返回一个反向迭代器，指向最后一个元素。
- rend(): 返回一个反向迭代器，指向第一个元素之前的位置。
容量：
- size(): 返回 set 中元素的数量。
- max_size(): 返回 set 可以容纳的最大元素数量。
- empty(): 检查 set 是否为空。
修改器：
- clear(): 清空 set 中的所有元素。
- insert(T value): 插入一个元素。
- emplace(Args&&... args): 就地构造一个元素，插入到 set 中。
- erase(iterator pos): 删除指定迭代器指向的元素。
- erase(T value): 删除指定值的第一个匹配元素。
- swap(set& other): 交换两个 set 的内容。
访问器：
- count(T value): 返回指定值的元素数量（在 set 中，总是返回 0 或 1）。
- find(T value): 查找具有指定值的元素的迭代器。

1. `s.end()`：返回一个迭代器，它指向 `set` 中最后一个元素之后的位置。这个迭代器不指向任何有效的元素，通常用于表示 `set` 的结束。如果你尝试解引用 `s.end()`，程序将试图访问一个不存在的元素，这将导致未定义行为。
2. `s.rbegin()`：返回一个反向迭代器，它指向 `set` 中的最后一个元素，即最大的元素。反向迭代器允许你从后向前遍历 `set`。

#include <iostream>
#include <set>

int main() {
    // 创建一个空的 set
    std::set<int> mySet;

    // 使用初始化列表创建一个 set
    std::set<int> mySetWithList = {1, 2, 3, 4, 5};

    // 插入元素
    mySet.insert(10);
    mySet.insert(5);
    mySet.insert(20);

    // 检查 set 是否为空
    if (!mySet.empty()) {
        std::cout << "The set is not empty." << std::endl;
    }

    // 获取 set 的大小
    std::cout << "The size of the set is: " << mySet.size() << std::endl;

    // 获取 set 可以容纳的最大元素数量
    std::cout << "The max size of the set is: " << mySet.max_size() << std::endl;

    // 遍历 set
    std::cout << "The elements in the set are:" << std::endl;
    for (int num : mySet) {
        std::cout << num << " ";
    }
    std::cout << std::endl;

    // 查找元素
    if (mySet.find(5) != mySet.end()) {
        std::cout << "5 is found in the set." << std::endl;
    } else {
        std::cout << "5 is not found in the set." << std::endl;
    }

    // 计算元素数量
    if (mySet.count(10) > 0) {
        std::cout << "There is 1 element with value 10 in the set." << std::endl;
    }

    // 删除元素
    mySet.erase(5);

    // 清空 set
    mySet.clear();

    // 检查 set 是否为空
    if (mySet.empty()) {
        std::cout << "The set is now empty." << std::endl;
    }

    return 0;
}