.net 遍历数组找重复值写入一个新数组_面试 | 数组类算法精析

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下面开始今天的学习～

面试中的算法问题，有很多并不需要复杂的数据结构支撑。就是用数组，就能考察出很多东西了。其实，经典的排序问题，二分搜索等等问题，就是在数组这种最基础的结构中处理问题的，今天主要介绍力扣(LeetCode)中典型的数组类问题，主要介绍这类问题的一些常用解法：做好初始定义；基础算法思想应用；对撞指针；滑动窗口法等。所有题解代码采用 Python 实现。

做好初始定义

做数组类算法问题的时候，我们常常需要定义一个变量，明确该变量的定义，并且在书写整个逻辑的时候，要不停的维护住这个变量的意义。也特别需要注意初始值和边界的问题。

283. 移动零

题目描述

给定一个数组 nums，编写一个函数将所有 0 移动到数组的末尾，同时保持非零元素的相对顺序。

示例：

输入: [0,1,0,3,12]
输出: [1,3,12,0,0]

说明：

• 必须在原数组上操作，不能拷贝额外的数组。

• 尽量减少操作次数。

直观解题思路

首先遍历一遍数列，用另个数列按顺序存储所有非 0 的元素，在将存储的非零元素按顺序复制到原数列中，空位补 0 即可。

直观的解题思路新建额外的数组，不符合要求，但是对于我们下面的优化算法很有起始。

简单的优化

只要把数组中所有的非零元素，按顺序给数组的前段元素位赋值，剩下的全部直接赋值 0。我们定义一个 nums 0...i 表示为非 0 元素的数组，之后在遍历数列的时候不断维护这个定义.

代码实现

class Solution:

  def moveZeroes(self, nums):

    """

      :type nums: List[int]

      :rtype: void Do not return anything, modify nums in-place instead.

    """

    n = len(nums)

    i = -1

    j = 0

    # nums[0....i]表示非0元素的数列,初始值i=-1

    while j <= n-1:

      if nums[j] != 0:

        i += 1

        nums[i] = nums[j]

      j += 1

    for k in range(i+1, n):

      nums[k] = 0

相似问题：

27. 移除元素

题目描述

给定一个数组 nums 和一个值 val，你需要原地移除所有数值等于 val 的元素，返回移除后数组的新长度。不要使用额外的数组空间，你必须在原地修改输入数组并在使用 O(1) 额外空间的条件下完成。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。

...

解题思路

定义 nums[0...i] 为非 val 的数列，遍历整个数列不断的维护这个定义

代码实现

class Solution:

  def removeElement(self, nums, val):

    """

    :type nums: List[int]

    :type val: int

    :rtype: int

    """

    n = len(nums)

    i = -1

    # 定义nums[0...i]为非val的数列

    j = 0

    while j <= n-1:

      if nums[j] != val:

        i += 1

        nums[i] = nums[j]

      j += 1

    return i+1

26. 删除排序数组中的重复项

题目描述

给定一个排序数组，你需要在原地删除重复出现的元素，使得每个元素只出现一次，返回移除后数组的新长度。不要使用额外的数组空间，你必须在原地修改输入数组并在使用 O(1) 额外空间的条件下完成。

示例 1:

给定数组 nums = [1,1,2],

函数应该返回新的长度 2, 并且原数组 nums 的前两个元素被修改为 1, 2。

你不需要考虑数组中超出新长度后面的元素。

...

解题思路

定义 nums[0...i] 为为非重复数列，遍历整个数列不断的维护这个定义。

代码实现

class Solution:

  def removeDuplicates(self, nums):

    """

    :type nums: List[int]

    :rtype: int

    """

    n = len(nums)

    if n == 0 or n ==1:

      return n

    # nums[0,i]为非重复数列

    i = 0

    j = i + 1

    while j <= n-1:

      if nums[j] != nums[i]:

        # 指向同一个元素不需要赋值

        if i + 1 != j:

          nums[i+1] = nums[j]

        i += 1

      j += 1

    return i + 1

80. 删除排序数组中的重复项 II

题目描述

给定一个排序数组，你需要在原地删除重复出现的元素，使得每个元素最多出现两次，返回移除后数组的新长度。不要使用额外的数组空间，你必须在原地修改输入数组并在使用 O(1) 额外空间的条件下完成。

示例 1:

给定 nums = [1,1,1,2,2,3],

函数应返回新长度 length = 5, 并且原数组的前五个元素被修改为 1, 1, 2, 2, 3 。

你不需要考虑数组中超出新长度后面的元素。

解题思路

定义 nums[0...i] 满足每个元素最多出现两次，初始值 i=-1，遍历整个数列不断的维护这个定义。

代码实现

class Solution:

  def removeDuplicates(self, nums):

    """

    :type nums: List[int]

    :rtype: int

    """

    n = len(nums)

    if (n <= 2):

      return n

    # nums[0...i]是符合要求的，

    i = 1

    k = i - 1

    j = i + 1

    while j <= n-1:

      if (nums[j] != nums[i]) or (nums[j] == nums[i] and nums[j] != nums[k]):

        k = i

        nums[i+1] = nums[j]

        i += 1

      j += 1

    return i + 1

基础算法思想在力扣中的应用

典型的排序算法思想、二分查找思想在解力扣题目时很有用。

75. 颜色分类

题目描述

给定一个包含红色、白色和蓝色，一共 n 个元素的数组，原地对它们进行排序，使得相同颜色的元素相邻，并按照红色、白色、蓝色顺序排列。此题中，我们使用整数 0、 1 和 2 分别表示红色、白色和蓝色。

注意:

不能使用代码库中的排序函数来解决这道题。

示例:

输入: [2,0,2,1,1,0]

输出: [0,0,1,1,2,2]

...

解题思路

基数排序法

可以采用基数排序法的思想，用一个数组记录下 0，1，3 的次数，后重排，这个算法对数组进行了两次遍历，其实有一种只进行一次遍历的方法。

三路快速排序方法

设置三个 lt, gt, i 定义：nums[0...lt] == 0，nums[lt+1...i-1] = 1，nums[gt...n-1] == 2，遍历一遍改数列保持这个定义。

代码实现

class Solution:

  def sortColors(self, nums):

    n = len(nums)

    lt = -1

    gt = n

    i = 0

    while i < gt:

      if nums[i] == 0:

        lt += 1

        nums[lt], nums[i] = nums[i], nums[lt]

        i += 1

      elif nums[i] == 2:

        gt -= 1

        nums[gt], nums[i] = nums[i], nums[gt]

      else:

        i += 1

215. 数组中的第 K 个最大元素

题目描述

在未排序的数组中找到第 k 个最大的元素。请注意，你需要找的是数组排序后的第 k 个最大的元素，而不是第 k 个不同的元素。

示例 1:

输入: [3,2,1,5,6,4] 和 k = 2

输出: 5

...

解题思路

利用快速排序的思想，从数组 S 中随机找出一个元素 X，把数组分为两部分 Sa 和 Sb。Sa 中的元素大于等于 X，Sb 中元素小于 X。这时有两种情况：

• Sa 中元素的个数小于 k，则 Sb 中的第 k-|Sa| 个元素即为第k大数；

• Sa 中元素的个数大于等于 k，则返回 Sa 中的第 k 大数。时间复杂度近似为 O(n)

代码实现

class Solution:

  # 采用快速排序方法，分成的数列左边大于右边

  def findKthLargest(self, nums, k):

    n = len(nums)

    if (k > n):

      return

    index = self.quickSort(nums, 0, n-1, k)

    return nums[index]

  def quickSort(self, nums, l, r, k):

    if l >= r:

      return l

    p = self.partition(nums, l, r)

    if p + 1 == k:

      return p

    if p + 1 > k:

      return self.quickSort(nums, l, p -1, k)

    else:

      return self.quickSort(nums, p + 1, r, k)

  def partition(self, nums, l, r):

    v = nums[l]

    j = l

    i = l + 1

    while i <= r:

      if nums[i] >= v:

        nums[j+1],nums[i] = nums[i],nums[j+1]

        j += 1

      i += 1

    nums[l], nums[j] = nums[j], nums[l]

    return j

相似问题：

88. 合并两个有序数组

题目描述

给定两个有序整数数组 nums1 和 nums2，将 nums2 合并到 nums1 中，使得 num1 成为一个有序数组。

说明:

• 初始化 nums1 和 nums2 的元素数量分别为 m 和 n。

• 你可以假设 nums1 有足够的空间(空间大小大于或等于 m + n)来保存 nums2 中的元素。

...

解题思路

常规解题思路

其实这道题就是归并排序 partition 的过程(将两个有序的数列合并成一个有序数列)， 直观的思路是新建一个新的数列，遍历 nums1 和 nums2 这两个数列，将新建的数列有序后又赋值给 nums1 后返回。其实还有一种方法不需要开辟新的空间。

尾插法

由于 nums1 有足够的空间(空间大小大于或等于 m + n)来保存 nums2 中的元素，所以从 k=m+n-1 开始，分别遍历 nums1[m...0] 和 nums2[n...0] 中选取值大的。

代码实现

class Solution:

  def merge(self, nums1, m, nums2, n):

    # 尾插入法

    if (n < 1):

      return

    if (m < 1):

      nums1[0:n] = nums2[0:n]

      return

    k = m + n - 1

    i = m - 1

    j = n - 1

    while k >= 0:

      if (nums1[i] > nums2[j] and i >= 0) or (j < 0 and i >= 0):

        nums1[k] = nums1[i]

        k -= 1

        i -= 1

      if (nums2[j] >= nums1[i] and j >= 0) or (i < 0 and j >=0):

        nums1[k] = nums2[j]

        k -= 1

        j -= 1

双索引技术-对撞指针

有一些力扣题目，我们可以采用对撞指针进行求解：指针 i 和 j 分别指向数组的第一个元素和最后一个元素，然后指针 i 不断向前， 指针 j 不断递减，知道 i = j(当然具体的逻辑操作根据题目的变化而变化)。

167. 两数之和 II - 输入有序数组

题目描述

给定一个已按照升序排列 的有序数组，找到两个数使得它们相加之和等于目标数。 函数应该返回这两个下标值 index1 和 index2，其中 index1 必须小于 index2。

说明:

• 返回的下标值(index1 和 index2)不是从零开始的。

• 你可以假设每个输入只对应唯一的答案，而且你不可以重复使用相同的元素。

...

暴力解法

双层遍历，时间复杂度为 O(n^2)，暴力解法没有充分利用原数组的性质 —— 有序，本文不采用。

当我们看到数列有序的时候，就应该想到可以用二分搜索法

二分搜索法

遍历每个 nums[i]，在剩余数组中查找 target-nums[i] 的值，时间复杂度为 O(n log n)。

有兴趣的读者可以用这种方法尝试一下，应该也是可以AC的， 本文采用对撞指针法。

对撞指针法

们首先判断首尾两项的和是不是 target，如果比 target 小，那么我们左边 (i)+1 位置的数(比左边位置的数大)再和右相相加，继续判断。如果比 target 大，那么我们右边 (j)-1 位置的数(比右边位置的数小)再和左相相加，继续判断。我们通过这样不断放缩的过程，就可以在 O(n) 的时间复杂度内找到对应的坐标位置。

代码实现

class Solution:

  def twoSum(self, numbers, target):

    n = len(numbers)

    if (n < 2):

      return []

    i = 0

    j = n-1

    while i < j:

      if numbers[i] + numbers[j] == target:

        return [i+1,j+1]

      elif numbers[i] + numbers[j] < target:

        i += 1

      else:

        j -= 1

    return []

相似问题：

125. 验证回文串

题目描述

给定一个字符串，验证它是否是回文串，只考虑字母和数字字符，可以忽略字母的大小写。

说明：本题中，我们将空字符串定义为有效的回文串。

...

解题思路

采用对撞指针

代码实现

class Solution:

  def isPalindrome(self, s):

    """

    :type s: str

    :rtype: bool

    """

    n = len(s)

    i = 0

    j = n-1

    while i < j:

      if s[i].isalnum() == False:

        i += 1

        continue

      if s[j].isalnum() == False:

        j -= 1

        continue

      if s[i].lower() != s[j].lower():

        return False

      i += 1

      j -= 1

    return True

注：isalnum() 判断一个字符是否为数字或者字母，lower() 字符转小写函数。

345. 反转字符串中的元音字母

题目描述

编写一个函数，以字符串作为输入，反转该字符串中的元音字母。

示例 1：

给定 s = "hello", 返回 "holle".

示例 2：

给定 s = "leetcode", 返回 "leotcede".

注意:

元音字母不包括 "y".

解题思路

也是采用对撞指针

代码实现

class Solution:

  def reverseVowels(self, s):

    """

    :type s: str

    :rtype: str

    """

    ss = list(s)

    aeiou = ['a', 'e', 'i', 'o', 'u', 'A','E','I','O','U']

    n = len(s)

    i = 0

    j = n-1

    while i < j:

      if ss[i] not in aeiou:

        i += 1

        continue

      if ss[j] not in aeiou:

        j -= 1

        continue

      if (i < j):

        ss[i], ss[j] = ss[j], ss[i]

      i += 1

      j -= 1

    d = ''

    return d.join(ss)

11. 盛最多水的容器

题目描述

给定 n 个非负整数 a1，a2，...，an，每个数代表坐标中的一个点 (i, ai) 。在坐标内画 n 条垂直线，垂直线 i 的两个端点分别为 (i, ai) 和 (i, 0)。找出其中的两条线，使得它们与 x 轴共同构成的容器可以容纳最多的水。

图示

解题思路

我们在由线段长度构成的数组中使用两个指针，一个放在开始，一个置于末尾。 此外，我们会使用变量 maxarea 来持续存储到目前为止所获得的最大面积。 在每一步中，我们会找出指针所指向的两条线段形成的区域，更新 maxarea，并将指向较短线段的指针向较长线段那端移动一步。

代码实现

class Solution:

  def maxArea(self, height):

    """

    :type height: List[int]

    :rtype: int

    """

    n = len(height)

    i = 0

    j = n - 1

    maxarea = (j - i) * min(height[i], height[j])

    while i < j:

      if height[i] < height[j]:

        i += 1

      else:

        j -= 1

      maxarea = max(maxarea, (j - i) * min(height[i], height[j]))

    return maxarea

双索引技术-滑动窗口

一些题目用滑动窗口方法解题，可以将时间复杂度控制在 O(n) 级别，最重要的是定义好滑动窗口，明确它要表达的意思，当然边界和初始值非常重要。

209. 长度最小的子数组

题目描述

给定一个含有 n 个正整数的数组和一个正整数 s ，找出该数组中满足其和 ≥ s 的长度最小的连续子数组。如果不存在符合条件的连续子数组，返回 0。

...

解题思路

要求是连续子数组，所以我们必须定义 i，j两个指针，i 向前遍历，j 向后遍历，相当与一个滑块，这样所有的子数组都会在 [i...j] 中出现，如果 nums[i..j] 的和小于目标值 s，那么j向后移一位，再次比较，直到大于目标值 s 之后，i 向前移动一位，缩小数组的长度。遍历到i到数组的最末端，就算结束了，如果不存在符合条件的就返回 0。

代码实现

class Solution:

  def minSubArrayLen(self, s, nums):

    """

    :type s: int

    :type nums: List[int]

    :rtype: int

    """

    n = len(nums)

    if (n < 1 or sum(nums) < s):

      return 0

    # 维护一个滑动窗口nums[i,j], nums[i...j] < s

    i = 0

    j = -1

    total = 0

    res = n + 1

    while i <= n-1:

      if (j + 1 < n) and total < s:

        j += 1

        total += nums[j]

      else:

        total -= nums[i]

        i += 1

      if (total >= s):

        res = min(res, j-i+1)

    if res == n+1:

      return 0

    return res

总结

我们知道在准备面试的时候，刷算法题是一种捷径，特别是刷力扣，但是不能一味的刷题，我们需要总结和思考，对于一些相似的题目我们应该多想想他们的思想，其实很多题的解题思路都是相近的。

本文作者：军旗

编辑&版式：霍霍

声明：本文归 “力扣” 版权所有，如需转载请联系。

总结

以上是生活随笔为你收集整理的.net 遍历数组找重复值写入一个新数组_面试 | 数组类算法精析的全部内容，希望文章能够帮你解决所遇到的问题。

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