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。