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数组深入学习感悟

注:本文学习借鉴于《代码随想录》

一.介绍数组

数组是储存在连续内存空间中的相同类型数据的集合

数组名的理解:

数组名就是数组⾸元素(第⼀个元素)的地址是对的,但是有两个例外:
sizeof(数组名),sizeof中单独放数组名,这⾥的数组名表⽰整个数组,计算的是整个数组的⼤⼩,
单位是字节
&数组名,这⾥的数组名表⽰整个数组,取出的是整个数组的地址(整个数组的地址和数组⾸元素
的地址是有区别的)
除此之外,任何地⽅使⽤数组名,数组名都表⽰⾸元素的地址
数组中的元素不能删除,只能覆盖。

二.数组解题法

下面我们介绍数组解决问题的几大方法。

1.二分查找

适用类型:对于数组中在范围查找元素的位置,求解平方根,以及插入元素等。

使用前提:二分查找使用前一定要观察元素是否已排好位置

二分查找主要有以下两种写法:

1.1.左闭右闭[left,right]

该写法注意点:(本文不再进行基础实现讲解,可以翻看我的之前文章,有实现过程)
1.while (left <= right) 要使⽤ <= ,因为 left == right 是有意义的,所以使⽤ <=
2.if (nums[middle] > target) right 要赋值为 middle - 1 ,因为当前这个 nums[middle] ⼀定不是 target ,那么接下来要查找的左区间结束下标位置就是 middle - 1

对于leedcode这题:力扣(LeetCode)官网 - 全球极客挚爱的技术成长平台

就是典型的第一类写法

下面是我对于该题的C语言解法代码:

int search(int* nums, int numsSize, int target) 
{int left=0;int right=numsSize-1;while(left<=right){int mid=(left+right)/2;if(nums[mid]<target){left=mid+1;}else if(nums[mid]>target){right=mid-1;}else{return mid;}}return -1;
}
时间复杂度: O(log n)
空间复杂度: O(1)

1.2.左闭右开[left,right)

注意点:

1.while (left < right) ,这⾥使⽤ < , 因为 left == right 在区间 [left, right) 是没有意义的
2.if (nums[middle] > target) right 更新为 middle ,因为当前 nums[middle] 不等于 target ,去左区间继续寻找,⽽寻找区间是左闭右开区间,所以right 更新为 middle ,即:下⼀个查询区间不会去⽐较 nums[middle]。
还是刚才那题,现在我们用第二种方法实现它:
int search(int* nums, int numsSize, int target) 
{int left=0;int right=numsSize;//注意right现在是被赋值为numsSizewhile(left<right){int mid=(left+right)/2;if(nums[mid]<target){left=mid+1;}else if(nums[mid]>target){right=mid;//由于用边界为空,所以right=mid,而不是right=mid-1}else{return mid;}}return -1;
}

补充:如果你想问有没有左开右闭的二分查找,我想说的是有,当使用的意义不大,所以作者这里就不讲了。

下面是推荐的练习题:

力扣(LeetCode)官网 - 全球极客挚爱的技术成长平台   (69.x 的平⽅根)

力扣(LeetCode)官网 - 全球极客挚爱的技术成长平台        (367.有效的完全平⽅数)

力扣(LeetCode)官网 - 全球极客挚爱的技术成长平台           (35.搜索插⼊位置)
力扣(LeetCode)官网 - 全球极客挚爱的技术成长平台        (34.在排序数组中查找元素的第⼀个和最后⼀个位置)

这些题可能对你有点难,请加油,我相信你一定可以的。

2.双指针法(重点)

解释:双指针法是定义两个有关联的变量,可能是指针,也可能是整数,通过他们实现对数组的操作,使得高效,快捷。

具体的我们来在题目中去感受吧!

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对于leedcod这题,大家第一反应可能就是暴力出手,疯狂遍历数组,一个for循环不行,那我两个,再不行,再加,但是现在来看看大佬们的思路,让你直呼666……
双指针法就是这题的良方妙药,下面我带着大家用双指针来实现它
由于是数组,我们定义两个整型变量,即slow和fast,表示快慢指针
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
看代码:
int removeElement(int* nums, int numsSize, int val) 
{//双指针法int src=0;int dest=0;while(src<numsSize){if(nums[src]!=val){nums[dest++]=nums[src++];}else{src++;}}return dest;
}

是不是大呼学到了。

关于双指针的使用场景,大家需要多做题,自己把握,这样慢慢可能就能感受的啥题目是考察双指针了。

来再带着大家看一题:

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对于这题,我们就直接开始双指针吧!

这题比较特殊,它是有序的,又是问平方,只需要比较负数的平方与整数平方关系即可,大家想想,如果我们定义两个指针,一个指向头,一个指向尾,是不是就可以最快的进行排好序。

看代码实现

/*** Note: The returned array must be malloced, assume caller calls free().*/
int* sortedSquares(int* nums, int numsSize, int* returnSize) 
{*returnSize = numsSize;int* arr=(int*)malloc(numsSize*sizeof(int));int n=0;int m=numsSize-1;int c=numsSize-1;while(n<=m){int i=nums[n]*nums[n];int j=nums[m]*nums[m];if(i>j){arr[c--]=i;n++;}else//j>=i{arr[c--]=j;m--;}}return arr;
}
双指针⻛骚起来,也是⽆敌(转自程序员Carl)
下面给大家推荐几道好题:(不用说谢了,这种好东西,一定要拿出来共享,当时快把我写吐了)
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刷完绝对对于双指针有一定的使用感觉了。

3.滑动窗口

如果大家深入了解过数组,就一定听过数组恶魔---滑动窗口
对于滑动窗口,连leedcode上都是中等题起步
下面我们就一题进行了解:
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滑动窗⼝, 就是不断的调节⼦序列的起始位置和终⽌位置,从⽽得出我们要想的结果
我们应该可以看出,如果我们纯暴力来解决这题,就是两个for循环,但是如果用滑动窗口,一个for循环即可,下面来看看实现过程:
⾸先要思考 如果⽤⼀个 for 循环,那么应该表示滑动窗⼝的起始位置,还是终⽌位置。 如果只⽤⼀个for 循环来表示 滑动窗⼝的起始位置,那么如何遍历剩下的终⽌位置? 此时难免再次陷⼊ 暴⼒解法的怪圈。 所以只⽤⼀个for 循环,那么这个循环的索引,⼀定是表示滑动窗⼝的终⽌位置。
在本题中实现滑动窗⼝,主要确定如下三点:
窗⼝内是什么?
如何移动窗⼝的起始位置?
如何移动窗⼝的结束位置?
窗⼝就是 满⾜其和 s 的⻓度最⼩的 连续 ⼦数组。
窗⼝的起始位置如何移动:如果当前窗⼝的值⼤于 s 了,窗⼝就要向前移动了(也就是该缩⼩了)。
窗⼝的结束位置如何移动:窗⼝的结束位置就是遍历数组的指针,也就是 for 循环⾥的索引.
看代码实现过程:
int minSubArrayLen(int target, int* nums, int numsSize) 
{int size=0;int result=INT_MAX;int left=0;int sum=0;for(int right=0;right<numsSize;right++){sum+=nums[right];while(sum>=target){size=right-left+1;result=result<=size?result:size;sum-=nums[left++];}}return result==INT_MAX?0:result;
}

时间复杂度直接从O(N*N)降到了O(N),可见这种方法的强大。

推荐大家去B站看代码随想录视频,可能理解更加深入。

下面给大家推荐题目吧:

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这两题是真的难啊!!!加油
最后,给小编点赞呗kiss!

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