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每周一道算法题(十一)

每周一道算法题(十一)

作者: CrazySteven | 来源:发表于2017-05-27 09:13 被阅读539次

    本周的算法题难度级别Medium,但我用了两天闲散的时间也没通过,最后卡在了“超时”上,上网查了查,不得不钦佩大牛的想法果然牛逼,值得借鉴学习啊

    题目:已知一个有n个整数的数组S,找到所有和为0的三个数。(不允许输出重复的解)

    说下我的思路,暴力破解,把所有的组合一个一个找,找出复合要求的三个数记录,然后删除重复的,最后剩下的就是答案,需要注意的一个问题就是关于内存的,代码的注释我会写的详细一些,把我遇到的坑都列出来,避免重复踩坑,还要说的一点是这个代码并没有通过全部测试,再倒数第二组的时候就超时了,把样本考出来,在Xcode上运行没有问题,样本有3000个数,大概有1W多个符合要求的集合,在网上运行算法的时候大概找出约3000个集合就超时了,很无奈,如下图:


    结果

    接下来看看代码:

    /**
     * Return an array of arrays of size *returnSize.将长度返回给returnSize
     * Note: The returned array must be malloced, assume caller calls free().返回的数组需要自己开辟内存空间,不需要考虑释放问题
     */
    int** threeSum(int* nums, int numsSize, int* returnSize) {
        //由于找不到好的容器,我就用链表了,也算复习一下
        struct Node {
            int data[3];
            struct Node *next;
        }node;
        int i,j,k;
        struct Node *head, *p, *pt;
        int len = 0;
        head = (struct Node *)malloc(sizeof(node));
        head->next = NULL;
        p = head;
        //将其所有的组合一个一个列举出来,找出符合要求的所有的组合
        for (i = 0; i < numsSize; i++) {
            for (j = i+1; j < numsSize; j++) {
                if (j == i) continue;
                for (k = j+1; k < numsSize; k++) {
                    if (k == i || k == j) continue;
                    if (nums[i] + nums[j] + nums[k] == 0) {
                        int x1 = nums[i],x2 = nums[j],x3 = nums[k],t;
                        //将找出的组合进行排序
                        if(x1>x2) {t=x1;x1=x2;x2=t;}
                        if(x2>x3) {t=x2;x2=x3;x3=t;}
                        if(x1>x2) {t=x1;x1=x2;x2=t;}
                        //记录长度
                        len++;
                        //将排序好的组合通过链表记录
                        pt = (struct Node *)malloc(sizeof(node));
                        pt->data[0] = x1;
                        pt->data[1] = x2;
                        pt->data[2] = x3;
                        pt->next = NULL;
                        p->next = pt;
                        p = pt;
                    }
                }
            }
        }
        //删除重复的组合
        p = head->next; 
        struct Node *pre;
        while(p != NULL) {
            pre = p;
            while(pre->next != NULL) {
                if(pre->next->data[0] == p->data[0] && pre->next->data[1] == p->data[1] && pre->next->data[2] == p->data[2]) {
                    pt = pre->next; 
                    pre->next = pt->next;   
                    free(pt);
                    len--;//记录长度
                }else pre = pre->next;
            }
            p = p->next;
        }
        //返回长度
        *returnSize = len;
        //将最后的结果整理返回
        p = head->next;
        //开辟一个二维指针,由于是指针,所有sizeof里面是int*而不是int,写int会提示对齐问题而报错
        int **returnPtr = malloc(sizeof(int*) *len);
        int x = 0;
        while (p != NULL) {
            int *arr = malloc(sizeof(int) *3);
            for (i = 0;i < 3;i++)
                arr[i] = p->data[i];
            returnPtr[x++] = arr;
            p = p->next;
        }
        return returnPtr;
    }
    

    好遗憾因为超时没过,看了网上的思路,不禁拍手叫绝啊

    /**
     * Return an array of arrays of size *returnSize.
     * Note: The returned array must be malloced, assume caller calls free().
     */
     void quickSort(int* nums,int first,int end){
        int temp,l,r;
        if(first>=end)return;
        temp=nums[first];
        l=first;r=end;
        while(l<r){
            while(l<r && nums[r]>=temp)r--;
            if(l<r)nums[l]=nums[r];
            while(l<r && nums[l]<=temp)l++;
            if(l<r)nums[r]=nums[l];
        }
        nums[l]=temp;
        quickSort(nums,first,l-1);
        quickSort(nums,l+1,end);
    }
    
    int** threeSum(int* nums, int numsSize, int* returnSize) {
        int i,sum,top=-1,begin,end;
        int** res=(int**)malloc(sizeof(int*)*(numsSize*(numsSize-1)*(numsSize-2))/6);
        if(numsSize<3){
            *returnSize=0;
            return res;
        }
        //将nums从小到大进行排序
        quickSort(nums,0,numsSize-1);
        
        for(i=0;i<numsSize;i++){
            //从左到右(从小到大)取出一个负数
            if(nums[i]>0)break;
            if(i>0 && nums[i]==nums[i-1])continue;
            //分别找出比这个负数大的最大的数end和最小的数begin
            begin=i+1;end=numsSize-1;
            //最小的数begin比最大的数小end
            while(begin<end){
                sum=nums[i]+nums[begin]+nums[end];
                if(sum==0){
                    //记录长度
                    top++;
                    res[top]=(int*)malloc(sizeof(int)*3);
                    res[top][0]=nums[i];res[top][1]=nums[begin];res[top][2]=nums[end];
                    begin++;end--;
                    while(begin<end && nums[begin]==nums[begin-1])begin++;
                    while(begin<end && nums[end]==nums[end+1])end--;
                }else if(sum>0) end--;//如果和大于0,则将最大的数缩小
                else begin++;//如果和小于0,则将最小的数扩大
            }
        }
        *returnSize=top+1;
        return res;
    }
    

    概括一下就是先将样本数组从小到大排序,然后遍历找出符合要求的集合进行返回即可,因为进行了排序呢,所以避免了重复的问题,也通过正负数才能得出0的条件进行了剪枝,大大提高了效率,通过各语言的对比,C语言的效率还是遥遥领先,就是感觉不方便。。。

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