Lettcode精选(Java)--数组篇(一)

简介: Lettcode精选(Java)--数组篇(一)

1.数组理论基础



数组是非常基础的数据结构,在面试中,考察数组的题目一般在思维上都不难,主要是考察对代码的掌控能力


首先要知道数组在内存中的存储方式,这样才能真正理解数组相关的面试题


数组是存放在连续内存空间上的相同类型数据的集合。


数组可以方便的通过下标索引的方式获取到下标下对应的数据。


image.png


数组中有两点需要注意:


数组下标是从0开始的

数组内存空间地址是连续的

因为数组的内存空间是连续的,所以我们在删除或者增添元素的时候,就难免要移动其他元素的地址


如下所示


image.png


数组的元素是不能删的,只能覆盖


Ok,来个二维数组


image.png


Java中的二维数组可能是这样排列的


同一行是连续的,不同行的地址是不连续的


image.png


2.二分查找



给定一个 n 个元素有序的(升序)整型数组 nums 和一个目标值 target ,写一个函数搜索 nums 中的 target,如果目标值存在返回下标,否则返回 -1。


示例 1:


输入: nums = [-1,0,3,5,9,12], target = 9

输出: 4

解释: 9 出现在 nums 中并且下标为 4

示例 2:


输入: nums = [-1,0,3,5,9,12], target = 2

输出: -1

解释: 2 不存在 nums 中因此返回 -1


提示:


你可以假设 nums 中的所有元素是不重复的。

n 将在 [1, 10000]之间。

nums 的每个元素都将在 [-9999, 9999]之间。

思路

这道题目的前提是数组为有序数组,同时题目还强调数组中无重复元素,因为一旦有重复元素,使用二分查找法返回的元素下标可能不是唯一的,这些都是使用二分法的前提条件


二分查找涉及的很多的边界条件,逻辑比较简单,就是要注意对区间的定义要清楚写二分法,区间的定义一般为两种,左闭右闭即[left, right],或者左闭右开即[left, right)。


package com.caq.array;
import org.junit.Test;
import java.lang.annotation.Target;
import java.util.concurrent.RecursiveTask;
/**
 * @Date 2021/12/16 23:36
 * @Version 1.0
 */
public class Binaryforarrays {
    public static void main(String[] args) {
        int[] nums = {1,2,3,4,7,9,12,45};
        int i = Binaryforarrays.search1(nums, 12);
        System.out.println(i);
    }
    public static int search1(int[] nums,int target){
        if (target < nums[0] || target > nums[nums.length - 1]){
            return -1;
        }
        int start = 0,end = nums.length - 1;
        while (start <= end){
            int mid = start + ((end - start) >> 1);
            if (nums[mid] == target){
                return mid;
            }else if (nums[mid] < target){
                start = mid + 1;
            }else if (nums[mid] > target){
                end = mid -1;
            }
        }
        return -1;
    }
}


3.移除元素



给你一个数组 nums 和一个值 val,你需要 原地 移除所有数值等于 val 的元素,并返回移除后数组的新长度。


不要使用额外的数组空间,你必须仅使用 O ( 1 ) O(1)O(1) 额外空间并原地修改输入数组。


元素的顺序可以改变。你不需要考虑数组中超出新长度后面的元素。


示例 1: 给定 nums = [3,2,2,3], val = 3, 函数应该返回新的长度 2, 并且 nums 中的前两个元素均为 2。 你不需要考虑数组中超出新长度后面的元素。


示例 2: 给定 nums = [0,1,2,2,3,0,4,2], val = 2, 函数应该返回新的长度 5, 并且 nums 中的前五个元素为 0, 1, 3, 0, 4。


你不需要考虑数组中超出新长度后面的元素。


思路

数组的元素在内存地址中是连续的,不能单独删除数组中的某个元素,只能覆盖。


我们用双指针法, 通过一个快指针和慢指针在一个for循环下完成两个for循环的工作。


image.png


时间复杂度:O ( n ) O(n)O(n)

空间复杂度:O ( 1 ) O(1)O(1)


package com.caq.array;
import org.junit.Test;
/**
 * 从数组中移出指定的元素,并返回移出以后数组的长度,忽略数组中超出新长度后面的元素
 * 双指针法解决!(快慢指针)
 *
 * @Date 2021/12/17 22:09
 * @Version 1.0
 */
public class RemoveArrayElements {
    public static void main(String[] args) {
        int[] nums = {1, 2, 4, 6, 7, 11, 23};
        RemoveArrayElements rae = new RemoveArrayElements();
        int i = rae.removeElement1(nums, 2);
        System.out.println(i);
    }
    /**
     * 双指针解法:
     * 定义快指针和慢指针,当匹配到要移出的元素的时候快指针+1,慢指针不动,之后交换快指针和慢指针指向元素的位置
     * 当没有匹配到的时候,慢指针和快指针就一起移动
     *
     * @param nums
     * @param target
     * @return
     */
    public int removeElement1(int[] nums, int target) {
        int slowIndex = 0;
        for (int fastIndex = 0; fastIndex < nums.length; fastIndex++) {
            if (nums[fastIndex] != target) {
                nums[slowIndex] = nums[fastIndex];
                slowIndex++;
            }
        }
        return slowIndex;
    }
}


这个不难,不明白的话可以多debug几遍


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