代码随想录 算法训练 Day1:数组

发布于:2025-05-16 ⋅ 阅读:(19) ⋅ 点赞:(0)

题目一:

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。

题目二:

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) 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。

答案:

/**
 * 数组算法实现类
 * 包含二分查找和移除元素的不同实现方法
 */
public class Array {
    
    /**
     * 二分查找方法一:左闭右闭区间实现 [left, right]
     * 
     * @param nums 有序数组
     * @param target 目标值
     * @return 目标值在数组中的索引,如果不存在则返回-1
     */
    public static int BinarySearch1(int[] nums, int target) {
        // 左闭右闭二分法 [left, right]
        int length = nums.length;
        int left = 0;                  // 查找区间左边界
        int right = length - 1;        // 查找区间右边界
        
        // 当left <= right时,区间[left, right]有效
        while (left <= right) {
            int mid = (left + right) / 2;  // 计算中间位置
            
            if (nums[mid] == target) {
                return mid;                 // 找到目标值,返回索引
            } else if (nums[mid] < target) {
                left = mid + 1;            // 目标在右半部分,缩小左边界
            } else {
                right = mid - 1;           // 目标在左半部分,缩小右边界
            }
        }
        
        return -1;  // 未找到目标值
    }
    
    /**
     * 二分查找方法二:左闭右开区间实现 [left, right)
     * 
     * @param nums 有序数组
     * @param target 目标值
     * @return 目标值在数组中的索引,如果不存在则返回-1
     */
    public static int BinarySearch2(int[] nums, int target) {
        // 左闭右开二分法 [left, right)
        int length = nums.length;
        int left = 0;              // 查找区间左边界
        int right = length;        // 查找区间右边界(注意这里是length而非length-1)
        
        // 当left < right时,区间[left, right)有效
        while (left < right) {
            int mid = (left + right) / 2;  // 计算中间位置
            
            if (nums[mid] == target) {
                return mid;                 // 找到目标值,返回索引
            }
            
            if (nums[mid] < target) {
                left = mid + 1;            // 目标在右半部分,缩小左边界
            } else {
                right = mid;               // 目标在左半部分,缩小右边界(注意这里是mid而非mid-1)
            }   
        }
        
        return -1;  // 未找到目标值
    }

    /**
     * 移除元素方法一:暴力解法
     * 时间复杂度:O(n²),空间复杂度:O(1)
     * 
     * @param nums 数组
     * @param target 要移除的目标值
     * @return 移除元素后数组的新长度
     */
    public static int RemoveElement1(int[] nums, int target) {
        // 暴力解法:遍历数组,发现目标元素后,将后面的所有元素前移一位
        int length = nums.length;
        
        for (int i = 0; i < length; i++) {
            // 找到目标元素
            if (nums[i] == target) {
                // 将后面的元素都前移一位
                for (int j = i; j < length - 1; j++) {
                    nums[j] = nums[j + 1];
                }
                
                i--;        // 下标回退,因为当前位置的元素已被后面的元素替换,需要重新检查
                length--;   // 数组有效长度减1
            }
        }
        
        return length;  // 返回新数组的长度
    }
    
    /**
     * 移除元素方法二:双指针法
     * 时间复杂度:O(n),空间复杂度:O(1)
     * 
     * @param nums 数组
     * @param target 要移除的目标值
     * @return 移除元素后数组的新长度
     */
    public static int RemoveElement2(int[] nums, int target) {
        // 双指针法:快指针遍历数组,慢指针指向新数组的当前位置
        int length = nums.length;
        int slow = 0;    // 慢指针,指向新数组下一个要填充的位置
        
        // 快指针遍历整个数组
        for (int fast = 0; fast < length; fast++) {
            // 当前元素不是目标值时,将其放入slow位置
            if (nums[fast] != target) {
                nums[slow] = nums[fast];
                slow++;   // 慢指针前进
            }
            // 当前元素是目标值时,快指针前进,慢指针不动,相当于跳过了这个元素
        }
        
        return slow;  // 返回新数组的长度
    }

    /**
     * 主方法,用于测试
     */
    public static void main(String[] args) {
        // 测试二分查找
        int[] num1 = {-1, 0, 3, 5, 9, 12};
        int target1 = 6;
        int ans = BinarySearch2(num1, target1);
        System.out.println("二分查找结果索引: " + ans);

        // 测试移除元素
        int[] num2 = {0, 1, 2, 2, 3, 0, 4, 2};
        int target2 = 2;
        int ans2 = RemoveElement2(num2, target2);
        System.out.println("移除元素后的数组长度: " + ans2);
        
        // 打印移除元素后的数组内容
        System.out.print("移除元素后的数组: ");
        for (int i = 0; i < ans2; i++) {
            System.out.print(num2[i] + " ");
        }
    }
}

感悟:

工作好几年了,来学学算法进修一下。

当年找工作就没好好看算法,也这么逃过来了,现在一看算法就害怕。

这几题主要靠ai辅助写出来的(汗颜),第一遍刷先降低要求,能自己敲一遍正确算法,能理解算法即可。


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