LeetCode 704. 二分查找 27. 移除元素 | 代码随想录算法训练营day01

灰太狼 2023-10-15 17:47 11阅读 0赞

### 文章目录 ###

*  前言
 *  LeetCode 704. 二分查找
 *   *  1. 题目
     *  2. 思路
     *  3. 代码
 *  LeetCode 27. 移除元素
 *   *  1. 题目
     *  2. 思路
     *  3. 代码
 *  总结

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# 前言 #

为了巩固所学的知识，作者尝试着开始发布一些学习笔记类的博客，方便日后回顾。当然，如果能帮到一些萌新进行新技术的学习那也是极好的。作者菜菜一枚，文章中如果有记录错误，欢迎读者朋友们批评指正。

# LeetCode 704. 二分查找 #

## 1. 题目 ##

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。

## 2. 思路 ##

方法一：二分查找(左闭右闭写法)

在升序数组 **nums** 中寻找目标值 **target**，对于特定下标 **i**，比较 **nums\[i\]** 和 **target** 的大小：

如果 nums[i]=target，则下标 i 即为要寻找的下标；
    
    如果 nums[i]>target，则 target 只可能在下标 i 的左侧；
    
    如果 nums[i]<target，则 target 只可能在下标 i 的右侧。

基于上述事实，可以在有序数组中使用二分查找寻找目标值。

二分查找的做法是，定义查找的范围 **\[left,right\]**，初始查找范围是整个数组。每次取查找范围的中点 **mid**，比较 **nums\[mid\]** 和 **target** 的大小，如果相等则 **mid** 即为要寻找的下标，如果不相等则根据 **nums\[mid\]** 和 **target** 的大小关系将查找范围缩小一半。

由于每次查找都会将查找范围缩小一半，因此二分查找的时间复杂度是**O(logn)**，其中 **n** 是数组的长度。

二分查找的条件是查找范围不为空，即 **left≤right**。如果 **target** 在数组中，二分查找可以保证找到 **target**，返回 **target** 在数组中的下标。如果 **target** 不在数组中，则当 **left>right** 时结束查找，返回 **−1**。

![在这里插入图片描述][ed0c89f1e9bc45fea6969447644e1970.png]

## 3. 代码 ##

class Solution {
        public int search(int[] nums, int target) {
            if(target < nums[0] || target > nums[nums.length-1]){
                return -1;
            }
            int lef = 0;
            int rig = nums.length-1;
            while (lef <= rig){
                int mid = (rig + lef)/2;
                if(target < nums[mid]){
                    rig = mid - 1;
                } 
                else if(target > nums[mid]){
                    lef = mid + 1;
                }
                else{
                    return mid;
                }
            }  
            return -1;
        }
    }

`1. lef 和 rig 是左右边界，mid 是中间位置，nums[mid]是中间位置的值，target和nums[mid]比较`  
`2. 每次对比符合条件都需要更新边界，中间位置随之改变`

# LeetCode 27. 移除元素 #

## 1. 题目 ##

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。

`说明: 为什么返回数值是整数，但输出的答案是数组呢?`

请注意，输入数组是以「引用」方式传递的，这意味着在函数里修改输入数组对于调用者是可见的。

你可以想象内部操作如下:

// nums 是以“引用”方式传递的。也就是说，不对实参作任何拷贝
    int len = removeElement(nums, val);
    
    // 在函数里修改输入数组对于调用者是可见的。
    // 根据你的函数返回的长度, 它会打印出数组中 该长度范围内 的所有元素。
    for (int i = 0; i < len; i++) {
        print(nums[i]);
    }

示例 1：

输入：nums = [3,2,2,3], val = 3
    输出：2, nums = [2,2]

解释：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。例如，函数返回的新长度为 **2** ，而 **nums = \[2,2,3,3\]** 或 **nums = \[2,2,0,0\]**，也会被视作正确答案。

示例 2：

输入：nums = [0,1,2,2,3,0,4,2], val = 2
    输出：5, nums = [0,1,4,0,3]

解释：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**。注意这五个元素可为任意顺序。**你不需要考虑数组中超出新长度后面的元素**。

提示：

0 <= nums.length <= 100
    0 <= nums[i] <= 50
    0 <= val <= 100

## 2. 思路 ##

方法一：双指针

由于题目要求删除数组中等于 **val** 的元素，因此输出数组的长度一定小于等于输入数组的长度，我们可以把输出的数组直接写在输入数组上。可以使用双指针：快指针 **fast** 指向当前将要处理的元素，慢指针 **slow** 指向下一个将要赋值的位置。

如果快指针指向的元素不等于 **val**，它一定是输出数组的一个元素，我们就将快指针指向的元素复制到慢指针位置，然后将快慢指针同时右移；
    
    如果快指针指向的元素等于 **val**，它不能在输出数组里，此时慢指针不动，快指针右移一位。

整个过程保持不变的性质是：区间 **\[0,slow)** 中的元素都不等于 **val**。当快慢指针遍历完输入数组以后，**slow** 的值就是输出数组的长度。

这样的算法在最坏情况下（输入数组中没有元素等于 **val**），快慢指针各遍历了数组一次。

![在这里插入图片描述][91d1062d4aa74ffbafbea0c3884030e9.gif_pic_center]

## 3. 代码 ##

class Solution {
        public int removeElement(int[] nums, int val) {
            int slow = 0;
            for(int fast = 0; fast < nums.length; fast++){
                if(nums[fast] != val){
                    nums[slow] = nums[fast];
                    slow++;
                }
            }
            return slow;
        }
    }

# 总结 #

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