C语言题解——除自身以外数组的乘积(力扣 第238题)

简介: 这是力扣题库中的一个中等难题,说是存在一个整型数组,求出各元素位上除此数外其他元素的乘积,比如存在数组[1,2,3,4],按照题目应该该输出[24,12,8,6],我们的解题思想为:求出各元素的左积和右积(当然不包含自己),然后将左积与右积相乘,就可以得到目标积数,拿上面的例子来说,下标0的左积为1(默认数组外为1),右积为24,相乘得到目标积24,其他元素也是依次类推。下面来看看具体讲解吧

🍉前言


 这是力扣题库中的一个中等难题,说是存在一个整型数组,求出各元素位上除此数外其他元素的乘积,比如存在数组[1,2,3,4],按照题目应该该输出[24,12,8,6],我们的解题思想为:求出各元素的左积和右积(当然不包含自己),然后将左积与右积相乘,就可以得到目标积数,拿上面的例子来说,下标0的左积为1(默认数组外为1),右积为24,相乘得到目标积24,其他元素也是依次类推。下面来看看具体讲解吧:

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原题链接: 238. 除自身以外数组的乘积 - 力扣(LeetCode)

🍉正文


 前面提到过,我们需要得到左积与右积,已知第一个元素的左积为1,最后一个元素的右积也为1,随着元素的变化,积数也会发生变化,因此我们可以以此作为突破点,当然我们要先创建一个数组,这里我们用指针来代替(动态内存开辟,得到一片连续空间)。


🍍空间开辟


 我们会用到malloc函数进行动态内存开辟,这样无论它传过来多大的数组,我们都可以得到足够的空间(因为要返回这片空间,所以我们不进行内存释放)

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🍌关于题目中给定的变量


*nums 就是指向原数组的指针,可以通过它的偏移访问到原数组中不同的元素

numsSize 是原数组的长度(个数)

*returnSize 是我们目标数组的长度指针,因为0也会放入目标数组中,因此我们的两个数组长度都是一样的,这里直接赋值即可

🍌malloc 函数


 这是C语言中的一个库函数,作用就是在堆区上开辟一块空间供我们使用,为了函数的普适性,malloc 的返回类型是空指针(需要我们根据需要进行转换),空间大小也是根据我们的需要进行设置,比如我们需要10个 int 类型数据的空间,也就是40字节大小,我们需要在malloc中写成sizeof(int) * 10,即4 * 10 = 40,这是官方规定的标准写法。

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malloc函数的相关标准

当然有开辟就会有释放,我们在使用完 malloc 后,一般会使用它的孪生兄弟 free 帮忙释放申请的空间,指向那块空间的指针也会被置空,防止出现内存泄漏和野指针。

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free函数的相关标准

 malloc 一般和 free 搭配使用,但是因为本题是接口型,而且没有把目标数组的地址传过来,因此我们不能对空间进行释放,不然程序就会运行错误(已测试),但在日常使用中不能忘记。


🍌具体代码实现


代码没有多少,就是赋值、开辟、判断

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当然我们这里需要用块空间(因为其中包含了目标数组),所有我们不对其进行释放!


🍍计算左积


 前面说过,我们需要求出各元素的左积与右积,第一个元素的左积为1,最后一个元素的右积也为1。因此我们求左积的过程可以分为三步:获取、存入、变化。


🍌获取


左积,顾名思义是从最左边开始求,也就是第一个元素,我们先定义一个初始积 mul为1,把它作为第一个元素的左积。


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🍌存入


既然得到了左积,我们就需要把它存入目标数组中(即前面开辟空间的 ptr),为了做到位置对应,我们会对其进行 i 大小的偏移

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🍌变化


如果说第一步的获取是为了首尾元素,那么变化这一步就是服务于其他元素,因为是累乘,需要用到前一个左积值。

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好了,现在我们已经得到各元素对应的左积值了,下面进行下一步同时也是最后一步(计算左积,同时把左积和右积的乘积和再次存入目标数组中即可)


🍍计算右积&&计算最终值


 计算左积是从最左(第一个元素)开始,那么计算右积就是从最右(最后一个元素开始),当然我们的 for 循环中的 i 要从 numsSize - 1 处开始,当得到右积后,就可以进行左右积(左右积的位置要对应上)的乘法计算了,然后把计算值存入目标数组对应位置中。


🍌计算右积


右积的计算和左积完全一致,最后一个元素的右积值也是1,因此我们要先将mul重赋值为1,也是分为获取、存入、变化三步走,不过这次是从右往左进行计算。


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🍌计算最终值


最终值的计算很简单,无非就是两次求积值相乘,为了避免产生过多的内存浪费,我们把计算最终值集成到了计算右积的步骤中,思想为:目标数组中的左积 * 计算出的右积,然后存入数组中


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🍍效果


因为是在两个数组间的重复计算,所以占用内存和消耗时间都比较少,自然空间、时间复杂度比较优秀,下面力扣网的程序运行通过截图。

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🍍源码


下面是原码展示


/力扣 23.除自身以外数组的乘积
//左右互乘法
#include<stdlib.h>
int* productExceptSelf(int* nums, int numsSize, int* returnSize) {
    *returnSize = numsSize;//返回大小就是原数组大小
    int* ptr;
    ptr = (int*)malloc(sizeof(int) * numsSize);
    if (NULL == ptr)
    {
        perror("ptr == NULL!");
        return 0;
    }
    int mul = 1;
    int i = 0;
    for (i = 0; i < numsSize; i++)
    {
        ptr[i] = mul;
        mul *= nums[i];
    }
    mul = 1;
    for (i = numsSize - 1; i >= 0; i--)
    {
        ptr[i] *= mul;
        mul *= nums[i];
    }
    return ptr;
}


🍍关于


题目出自力扣网(Leetcode),链接为:238. 除自身以外数组的乘积 - 力扣(LeetCode)

前面提到的malloc标准相关的网站为C Plus Plus,是一个国外网站,但访问速度不错,可惜全英文。这是网站地址:https://cplusplus.com

代码为函数,只是一个接口,缺少主函数和函数传参,需要自行添加。


🍉总结


 回顾整个题解过程,我们进行了两次循环求数,用到了动态内存管理、数值传递等思想,力扣网给的难度评级是中等,难就难在方法比较难想到,如果不用这种方法,就需要用到很多数组,进行很多计算,而且很复杂。总的来说,这种方法属于一点就通的那种,学习就是一个不断积累的过程,慢慢学嘛,如果看不懂,就多看几遍,实在看不懂可以换篇文章嘛,总会有学懂的时候。


 当然这只是我的一种方法而已,如果你能学到知识,那么这篇文章就值了,关于这题肯定有更好的解法供大家学习,希望大家都能找到属于自己的解法!


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