力扣——《数据结构·入门篇》刷题笔记

风的缘故 2023-03-28 原文

第一天 - 数组

1️⃣存在重复元素

题目：给你一个整数数组 nums 。如果任一值在数组中出现 至少两次 ，返回 true ；如果数组中每个元素互不相同，返回 false 。

样例：

思路：本题需要在数组中判断是否存在不同元素，使用Java语言编写时，容易想到使用HashSet来帮助解决

概念：

- HashSet类，是存在于java.util包中的类。
- 同时也被称为集合，该容器中只能存储不重复的对象。对于 HashSet 而言，它是基于 HashMap 实现的，底层采用 HashMap 来保存元素。
- 该方法如果添加的是在 HashSet 中不存在的，则返回 true；如果添加的元素已经存在，返回 false。其原因在于我们之前提到的关于 HashMap 的 put 方法

题解：

class Solution {
    public boolean containsDuplicate(int[] nums) {
        Set<Integer> set = new HashSet<Integer>();//使用HashSet
        
        for(Integer i : nums){
            if(!set.add(i)) {//使用集合添加方法
                return true;
            }
        }
        
        return false;
    }
}

另解：将数组排序后，逐一比较相邻元素是否相同，但该算法效率低

2️⃣最大子数组和

题目：给你一个整数数组 nums ，请你找出一个具有最大和的连续子数组（子数组最少包含一个元素），返回其最大和。子数组 是数组中的一个连续部分。

样例：

思路：本题主要需要考虑到如何破解连续最大和，突破点在于一组数之和需要最大，则不应该加入小于零的数，若出现负数，则后一位元素加入后，其自身会受前一位影响而变小，所以使用动态规划思想，把问题分解到每个元素上，在动态遍历的过程中解决。

所以在遍历全组的过程中，先判断当前元素是否为负，若为负，则跳过，不将其加入“最大和子数组”（避免使最大和值减少），遇到不为负的值则将其加入下一元素，修改下一元素值，使其产生累加效果。最终本数组中能够产生的最大和值将在某个元素中保存，只需将其找出即可。

概念：动态规划算法与分治法类似，其基本思想也是将待求解问题分解成若干个子问题，先求解子问题，然后从这些子问题的解得到原问题的解。与分治法不同的是，适合于用动态规划求解的问题，经分解得到子问题往往不是互相独立的。

题解：

class Solution {
    public int maxSubArray(int[] nums) {
        for(int i = 1; i < nums.length; i++) {
            if(nums[i-1] > 0) {            //前一位元素为正数
                nums[i] += nums[i-1];      //当前元素累加前一组数的结果
            }
        }
        Arrays.sort(nums);                 //将动态规划后的数组排序

        return nums[nums.length-1];        //返回最大值即最大和
    }
}

第二天 - 数组

3️⃣两数之和

题目：给定一个整数数组 nums 和一个整数目标值 target，请你在该数组中找出 和为目标值 target 的那两个整数，并返回它们的数组下标。你可以假设每种输入只会对应一个答案。但是，数组中同一个元素在答案里不能重复出现。你可以按任意顺序返回答案。

样例：

思路：最简单可以想到的就是暴力遍历，这样需要两次循环，时间复杂度来到O(n²)量级

　　　　　所以本题采用HashMap来解决，map中存储的每个元素都是根据泛型准确定义类型的一对“键-值”对（Key-Value），可以通过键来查值，因为键-值对是唯一匹配的，如果添加进入相同键的值，则后者覆盖前者。

故本题在一次遍历的循环中就能解决问题，原理是：每次循环中判断map中是否存在含有当前元素的键，而当前元素就是所求和减去真实的数组值（我们要匹配的就是是否存在两个元素值之和为所给和），例如有元素[1、2]，和为3，则第一次在判断1时，将1存入map，在到2时，判断3-2 = 1，的结果确实存在在map中，所以查找成功。

概念：

- HashMap是Java中最常用的集合类框架，也是Java语言中非常典型的数据结构，键值对的集合，源码中每个节点用Node<K,V>表示
- 数组的特点：查询效率高，插入，删除效率低
- 链表的特点：查询效率低，插入删除效率高
- 在HashMap底层使用数组加（链表或红黑树）的结构完美的解决了数组和链表的问题，使得查询和插入，删除的效率都很高
- java1.7 之前HashMap的数据结构为数组+链表，之后是数组+链表+红黑树

题解：

class Solution {
    public int[] twoSum(int[] nums, int target) {
        int[] getT = new int[2];        //记录结果
        Map<Integer, Integer> map = new HashMap<Integer, Integer>();
		
        for(int i = 0; i < nums.length; i++) {
            if(map.containsKey(target-nums[i])) {//如果map中存在此值的键
                return new int[]{i, map.get(target-nums[i])};
            }
            map.put(nums[i], i); //将遍历过得元素信息加入map中
        }
		
        return getT;
    }
}

mdash 入门 strong span style 算法与数据结构

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