算法与数据结构全阶班-左程云版(二)基础阶段之1.复杂度、对数器、二分法和异或运算(下)

简介: 本文主要介绍了数据结构与算法的基本概念,包括算法评价指标、复杂度、对数器、二分法和异或运算。

4)局部最小值问题

一个无序数组,任意两个相邻元素都不相等,找到一个局部最小值。

package complexity01;
/**
 * @author Corley
 * @date 2021/10/4 9:45
 * @description LeetCodeAlgorithmZuo-complexity01
 */
public class BinarySearchLocalMin {
    public static int getLessIndex(int[] arr) {
        if (null == arr || 0 == arr.length) {
            return -1;
        }
        if (1 == arr.length || arr[0] < arr[1]) {
            return 0;
        }
        if (arr[arr.length - 1] < arr[arr.length - 2]) {
            return arr.length - 1;
        }
        int left = 1, right = arr.length - 2;
        int mid;
        while (left < right) {
            mid = left + ((right - left) >> 1);
            if (arr[mid - 1] < arr[mid]) {
                right = mid - 1;
            } else if (arr[mid + 1] < arr[mid]) {
                left = mid + 1;
            } else {
                return mid;
            }
        }
        return left;
    }
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(getLessIndex(new int[]{0, 2, 5, 5, 6, 7, 7, 7, 9, 12}));
        System.out.println(getLessIndex(new int[]{8, 2, 5, 7, 6, 4, 7, 2, 3, 4}));
        System.out.println(getLessIndex(new int[]{7, 2, 8, 5, 6, 9, 7, 3, 9, 0}));
    }
}

5.异或运算

认识异或运算

异或运算:相同为0,不同为1

同或运算:相同以1,不同为0

能长时间记住的概率接近0%

所以,异或运算就记成无进位相加!

2345_image_file_copy_98.jpg

异或运算的性质

1)0^N==N

N^N == 0

2)异或运算满足交换律和结合率

2345_image_file_copy_99.jpg

上面的两个性质用无进位相加来理解就非常的容易

如何不用额外变量交换两个数

2345_image_file_copy_100.jpg

可以进行这种操作的前提是变量属于不同的对象,即指向不同的内存,否则对象的数值会被置为0,但是允许两个对象的值相等。

一个数组中有一个数出现了奇数次,其他数都出现了偶数次,怎么找到并打印这一个数。

2345_image_file_copy_101.jpg

代码:

public static void getOneOddTimes(int[] arr) {
    int eor = 0;
    for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
        eor ^= arr[i];
    }
    System.out.println(eor);
}

怎么把一个int类型的数,提取出最右侧的1

方法:N & ((~N) + 1)

2345_image_file_copy_102.jpg

一个数组中有两个数出现了奇数次,其他数都出现了偶数次,怎么找到并打印这两个数。

2345_image_file_copy_103.jpg

如下:

/*
一个数组中有两个数出现了奇数次,其他数都出现了偶数次,怎么找到并打印这两个数。
 */
public static void getTwoOddTimes(int[] arr) {
    int eor1 = 0;
    for (int j : arr) {
        eor1 ^= j;
    }
    // 提取最右边的1
    int rightOne = eor1 & (~eor1 + 1);
    int eor2 = 0;
    for (int j : arr) {
        if ((j & rightOne) != 0) {
            eor2 ^= j;
        }
    }
    int num1 = eor2, num2 = eor1 ^ eor2;
    System.out.println(num1 + " " + num2);
}
public static void main(String[] args) {
    int[] arr = {1, 2, 2, 4, 6, 6, 6, 6, 6, 4, 4, 4, 7, 7, 6, 7, 8, 8};
    getTwoOddTimes(arr);
}

给定一个数,计算这个数的二进制形式中1的个数。

public static int bit1Count(int num) {
    int count = 0;
    int rightOne;
    while (num != 0) {
        rightOne = num & (~num + 1);
        count++;
        num ^= rightOne;
    }
    return count;
}
public static void main(String[] args) {
    // int[] arr = {1, 2, 2, 4, 6, 6, 6, 6, 6, 4, 4, 4, 7, 7, 6, 7, 8, 8};
    // getTwoOddTimes(arr);
    System.out.println(Integer.toBinaryString(12345));
    System.out.println(bit1Count(12345));
}

总结

左神极力推荐的对数器是检验算法实现正确性的有力工具,可以覆盖几乎所有情况的测试用例,无死角实现对算法的验证。同时异或也是可以在算法实现中加快运算效率的技巧。

相关文章
|
17天前
|
算法 数据处理 C语言
C语言中的位运算技巧,涵盖基本概念、应用场景、实用技巧及示例代码,并讨论了位运算的性能优势及其与其他数据结构和算法的结合
本文深入解析了C语言中的位运算技巧,涵盖基本概念、应用场景、实用技巧及示例代码,并讨论了位运算的性能优势及其与其他数据结构和算法的结合,旨在帮助读者掌握这一高效的数据处理方法。
28 1
|
21天前
|
机器学习/深度学习 算法 数据挖掘
K-means聚类算法是机器学习中常用的一种聚类方法,通过将数据集划分为K个簇来简化数据结构
K-means聚类算法是机器学习中常用的一种聚类方法,通过将数据集划分为K个簇来简化数据结构。本文介绍了K-means算法的基本原理,包括初始化、数据点分配与簇中心更新等步骤,以及如何在Python中实现该算法,最后讨论了其优缺点及应用场景。
65 4
|
18天前
|
存储 算法 搜索推荐
Python 中数据结构和算法的关系
数据结构是算法的载体,算法是对数据结构的操作和运用。它们共同构成了计算机程序的核心,对于提高程序的质量和性能具有至关重要的作用
|
18天前
|
数据采集 存储 算法
Python 中的数据结构和算法优化策略
Python中的数据结构和算法如何进行优化?
|
26天前
|
算法
数据结构之路由表查找算法(深度优先搜索和宽度优先搜索)
在网络通信中,路由表用于指导数据包的传输路径。本文介绍了两种常用的路由表查找算法——深度优先算法(DFS)和宽度优先算法(BFS)。DFS使用栈实现,适合路径问题;BFS使用队列,保证找到最短路径。两者均能有效查找路由信息,但适用场景不同,需根据具体需求选择。文中还提供了这两种算法的核心代码及测试结果,验证了算法的有效性。
87 23
|
26天前
|
算法
数据结构之蜜蜂算法
蜜蜂算法是一种受蜜蜂觅食行为启发的优化算法,通过模拟蜜蜂的群体智能来解决优化问题。本文介绍了蜜蜂算法的基本原理、数据结构设计、核心代码实现及算法优缺点。算法通过迭代更新蜜蜂位置,逐步优化适应度,最终找到问题的最优解。代码实现了单链表结构,用于管理蜜蜂节点,并通过适应度计算、节点移动等操作实现算法的核心功能。蜜蜂算法具有全局寻优能力强、参数设置简单等优点,但也存在对初始化参数敏感、计算复杂度高等缺点。
57 20
|
17天前
|
并行计算 算法 测试技术
C语言因高效灵活被广泛应用于软件开发。本文探讨了优化C语言程序性能的策略,涵盖算法优化、代码结构优化、内存管理优化、编译器优化、数据结构优化、并行计算优化及性能测试与分析七个方面
C语言因高效灵活被广泛应用于软件开发。本文探讨了优化C语言程序性能的策略,涵盖算法优化、代码结构优化、内存管理优化、编译器优化、数据结构优化、并行计算优化及性能测试与分析七个方面,旨在通过综合策略提升程序性能,满足实际需求。
46 1
|
26天前
|
机器学习/深度学习 算法 C++
数据结构之鲸鱼算法
鲸鱼算法(Whale Optimization Algorithm,WOA)是由伊朗研究员Seyedali Mirjalili于2016年提出的一种基于群体智能的全局优化算法,灵感源自鲸鱼捕食时的群体协作行为。该算法通过模拟鲸鱼的围捕猎物和喷出气泡网的行为,结合全局搜索和局部搜索策略,有效解决了复杂问题的优化需求。其应用广泛,涵盖函数优化、机器学习、图像处理等领域。鲸鱼算法以其简单直观的特点,成为初学者友好型的优化工具,但同时也存在参数敏感、可能陷入局部最优等问题。提供的C++代码示例展示了算法的基本实现和运行过程。
44 0
|
26天前
|
算法 vr&ar 计算机视觉
数据结构之洪水填充算法(DFS)
洪水填充算法是一种基于深度优先搜索(DFS)的图像处理技术,主要用于区域填充和图像分割。通过递归或栈的方式探索图像中的连通区域并进行颜色替换。本文介绍了算法的基本原理、数据结构设计(如链表和栈)、核心代码实现及应用实例,展示了算法在图像编辑等领域的高效性和灵活性。同时,文中也讨论了算法的优缺点,如实现简单但可能存在堆栈溢出的风险等。
38 0
|
1月前
|
C语言
【数据结构】栈和队列(c语言实现)(附源码)
本文介绍了栈和队列两种数据结构。栈是一种只能在一端进行插入和删除操作的线性表,遵循“先进后出”原则;队列则在一端插入、另一端删除,遵循“先进先出”原则。文章详细讲解了栈和队列的结构定义、方法声明及实现,并提供了完整的代码示例。栈和队列在实际应用中非常广泛,如二叉树的层序遍历和快速排序的非递归实现等。
159 9