软件发布网站源码,广告公司简介模板100字,电子商务网站建设的意义是什么意思,有关性的网站双指针 1. 移动零题目描述解题思路关键思路#xff1a;步骤#xff1a;时间复杂度#xff1a;空间复杂度#xff1a; 代码实现 2. 盛最多水的容器题目解析解题思路代码实现 3. 三数之和问题描述#xff1a;解题思路#xff1a;算法步骤#xff1a;代码实现#xff1a; … 双指针 1. 移动零题目描述解题思路关键思路步骤时间复杂度空间复杂度 代码实现 2. 盛最多水的容器题目解析解题思路代码实现 3. 三数之和问题描述解题思路算法步骤代码实现 4. 接雨水问题描述解题思路算法步骤代码实现 1. 移动零
题目描述
给定一个数组 nums编写一个方法将所有零元素移动到数组的末尾同时保持非零元素的相对顺序不变。必须 原地 修改数组且不能使用额外的数组。
解题思路
此问题要求将数组中的所有零元素移动到末尾保持非零元素的相对顺序不变并且必须在原数组上修改。常规的做法可能会用两个临时数组但这里需要在 O(1) 空间复杂度下完成任务。因此我们需要设计一个在原数组上操作的解法。
关键思路
我们可以使用 双指针法 来解决该问题
指针 p 用于遍历数组中的元素用来指向需要替换的位置即当前非零元素应该放的位置。指针 q 用于遍历数组中的元素指向当前正在检查的元素。
步骤 初始化两个指针 p 和 q p 指向当前可以插入非零元素的位置。q 用来遍历整个数组检查每一个元素。 遍历数组 当 nums[p] 为零时 如果 nums[q] 也为零直接跳过 q继续检查下一个元素。如果 nums[q] 为非零元素交换 nums[p] 和 nums[q]将非零元素移到前面同时将 p 和 q 向后移动。 当 nums[p] 不是零时直接将 p 向后移动继续检查下一个位置。 结束条件 当 q 遍历完数组时操作结束。
时间复杂度
单遍历数组时间复杂度为 O(n)其中 n 是数组的长度。
空间复杂度
使用了常数空间仅使用了两个指针空间复杂度为 O(1)。
代码实现
class Solution {public void moveZeroes(int[] nums) {int p 0, q 1;while (q nums.length) {if (nums[p] 0) {while (q nums.length - 1 nums[q] 0) {q;}nums[p] nums[q];nums[q] 0;} p;q;}}
}2. 盛最多水的容器
题目解析
题目要求我们在一个给定的整数数组 height[] 中找到两条垂直线所构成的容器的最大面积。两条线的 x 轴坐标为数组中的两个元素位置而容器的高度则是由这两个位置的较短的线决定的。
我们可以利用 双指针法 来解决这个问题这样可以在一次遍历中找到最大面积且时间复杂度为 O(n)。
解题思路 定义两个指针 初始化两个指针 p 和 q分别指向数组的两端。即 p 0q height.length - 1。 计算面积 在每一步中我们计算当前两条垂直线之间的面积面积的计算公式为 area ( q − p ) × min ( height[p] , height[q] ) \text{area} (\text{q} - \text{p}) \times \min(\text{height[p]}, \text{height[q]}) area(q−p)×min(height[p],height[q])q - p 是两条线之间的宽度min(height[p], height[q]) 是这两条线所能组成的容器的高度。 移动指针 为了找到可能的最大面积我们需要移动其中较短的线来尝试提高容器的高度。我们移动短板的指针若 height[p] height[q]则 p否则q--。通过这种方式我们不断调整指针寻找可能的最大面积。 结束条件 当 p 与 q 相遇时所有可能的组合都已经检查过我们返回最大面积。 为什么移动短板 面积是由短板来决定的如果选择移动长板保留短板那么移动后的面积不可能比移动前的更大了。 假设移动长板后得到的新板长度比之前的短板长那么容器的高度仍然是短板的长度而宽度减小了如果移动长板后得到的新板长度比之前的短板短那么面积就更小了。
代码实现
class Solution {public int maxArea(int[] height) {int p 0, q height.length - 1; // 初始化指针int result 0; // 用来存储最大面积while (p q) {int area (q - p) * Math.min(height[p], height[q]); // 计算当前的面积result Math.max(result, area); // 更新最大面积// 移动短板if (height[p] height[q]) {p; // 如果左边的高度小移动左指针} else {q--; // 如果右边的高度小移动右指针}}return result; // 返回最大面积}
}3. 三数之和
问题描述
给定一个整数数组 nums找出所有和为零的三元组要求不重复地返回结果。
解题思路
这个问题要求在数组中找到所有和为零的三元组并且不允许返回重复的三元组。考虑到以下几点
排序首先我们可以将数组 nums 进行排序这样可以更方便地处理重复元素并使用双指针方法进行优化。去重由于数组可能包含重复的元素我们需要跳过重复的三元组。可以通过跳过相同的元素来避免重复结果。双指针对于每个固定的 i我们使用双指针 j 和 k 来遍历剩余的数组寻找和为零的元素。这样可以有效地减少时间复杂度。优化通过判断最小的三个数和最大的两个数的和的情况提前排除无解的情况减少不必要的计算。
算法步骤
排序数组对 nums 数组进行排序。遍历数组用一个 i 来遍历数组确保 nums[i] 是固定的。使用双指针对于每一个固定的 i使用两个指针 j 和 k 来遍历数组中的元素查找 nums[i] nums[j] nums[k] 0 的三元组。跳过重复元素跳过重复的元素以避免返回重复的三元组。优化判断通过判断数组中最小和最大的元素的和来减少不必要的计算。
代码实现
class Solution {public ListListInteger threeSum(int[] nums) {// 先把数组变成有序的数组Arrays.sort(nums);ListListInteger ans new ArrayList();int n nums.length;// 最后留两个位置给 j 和 kfor (int i 0; i n - 2; i) {if (i 0 nums[i] nums[i - 1]) {// 如果和上一个数值相同就跳过避免重复continue;}int j i 1;int k n - 1;// 优化 1: 最小的三个数加和 0 就说明没有 j, k 加一起能 0都 0if (nums[i] nums[i 1] nums[i 2] 0) break;// 优化 2nums[i] 和两个最大的数相加都 0说明当前 i 和后面的任意 j, k 相加都 0if (nums[i] nums[n - 1] nums[n - 2] 0) continue;while (j k) {int s nums[i] nums[j] nums[k];if (s 0) {ListInteger list new ArrayList();list.add(nums[i]);list.add(nums[j]);list.add(nums[k]);ans.add(list);j;// 避免重复while (j k nums[j] nums[j - 1]) {j;}k--;// 避免重复while (k j nums[k] nums[k 1]) {k--;}} else if (s 0) {k--;} else {j;}}}return ans;}
}4. 接雨水
问题描述
给定一个整数数组 height其中每个元素代表一个柱子的高度。请计算能够接住多少个雨水。
解题思路
此问题是经典的“接雨水”问题。我们需要计算每个位置能接住的雨水量。对于每个位置能接住的雨水量取决于该位置的左边和右边的最大高度。因此我们可以将问题转化为以下步骤
计算每个位置的左边最大高度对于数组中的每个位置 i我们可以记录从左到右遍历时当前位置左边的最大高度。这样可以确定该位置上方能够容纳多少水。计算每个位置的右边最大高度对于数组中的每个位置 i我们可以记录从右到左遍历时当前位置右边的最大高度。同样这也帮助我们计算该位置上方能容纳多少水。计算每个位置的水量每个位置的水量由当前高度、左边最大高度和右边最大高度共同决定。具体来说当前位置能容纳的水量为Math.min(left_max, right_max) - height[i]。
算法步骤
创建两个数组 pre_max 和 suf_max分别记录每个位置的左边最大高度和右边最大高度。计算左边最大高度从左到右遍历更新 pre_max[i] 为当前位置 i 及其左边所有位置的最大高度。计算右边最大高度从右到左遍历更新 suf_max[i] 为当前位置 i 及其右边所有位置的最大高度。计算接住的雨水对于每个位置 i水量为 Math.min(pre_max[i], suf_max[i]) - height[i]然后将水量累加得到总水量。
代码实现
class Solution {public int trap(int[] height) {int ans 0;int n height.length;int[] pre_max new int[n];int[] suf_max new int[n];// 计算左边最大高度pre_max[0] height[0];for (int i 1; i n; i) {pre_max[i] Math.max(pre_max[i-1], height[i]);}// 计算右边最大高度suf_max[n-1] height[n-1];for (int i n-2; i 0; i--) {suf_max[i] Math.max(suf_max[i1], height[i]);}// 计算每个位置的水量for (int i 0; i n; i) {ans Math.min(pre_max[i], suf_max[i]) - height[i];}return ans;}
}
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