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4.双指针(四)

4.双指针(四)

作者: 今天柚稚了么 | 来源:发表于2020-06-06 22:54 被阅读0次

    https://leetcode-cn.com/tag/two-pointers/

    题目汇总

    350. 两个数组的交集 II简单[✔]

    424. 替换后的最长重复字符中等(???)

    457. 环形数组循环中等(???)

    524. 通过删除字母匹配到字典里最长单词中等

    532. 数组中的K-diff数对简单[✔]

    567. 字符串的排列中等(??)

    632. 最小区间困难(???)

    713. 乘积小于K的子数组中等(??)

    350. 两个数组的交集 II简单

    给定两个数组,编写一个函数来计算它们的交集。
    示例 1:
    输入: nums1 = [1,2,2,1], nums2 = [2,2]
    输出: [2,2]
    示例 2:
    输入: nums1 = [4,9,5], nums2 = [9,4,9,8,4]
    输出: [4,9]
    说明:
    输出结果中每个元素出现的次数,应与元素在两个数组中出现的次数一致。
    我们可以不考虑输出结果的顺序。
    进阶:
    如果给定的数组已经排好序呢?你将如何优化你的算法?
    如果 nums1 的大小比 nums2 小很多,哪种方法更优?
    如果 nums2 的元素存储在磁盘上,磁盘内存是有限的,并且你不能一次加载所有的元素到内存中,你该怎么办?
    349. 两个数组的交集简单的区别在于输出结果中每个元素出现的次数,应与元素在两个数组中出现的次数一致。

    思路:排序预处理+双指针

    将两个数组排序,设置两个指针,分别从每个数组的第一个元素开始比较,移动指针,相等元素存入List中,将list的元素写入一个新的数组中,并输出。

    class Solution {//执行用时 :3 ms, 在所有 Java 提交中击败了88.45%的用户
        public int[] intersect(int[] nums1, int[] nums2) {
            if(nums1 == null || nums1.length < 0 || nums2 == null || nums2.length < 0)
                return new int[0];
            Arrays.sort(nums1);
            Arrays.sort(nums2);
            List<Integer> list = new ArrayList<>();
            int i = 0;
            int j = 0;
            while(i < nums1.length && j < nums2.length){
                if(nums1[i] == nums2[j]){
                    list.add(nums1[i]);
                    i++;
                    j++;
                }else if(nums1[i] < nums2[j]){
                    i++;
                }else{
                    j++;
                }
            }
            //将list的元素写入一个新的数组中
            int[] res = new int[list.size()];
            int index = 0;
            for(int num:list){
                res[index] = num;
                index++;
            }
        return res;
        }
    }
    

    424. 替换后的最长重复字符中等

    给你一个仅由大写英文字母组成的字符串,你可以将任意位置上的字符替换成另外的字符,总共可最多替换 k次。在执行上述操作后,找到包含重复字母的最长子串的长度。
    注意:
    字符串长度 和 k 不会超过 104
    示例 1:
    输入:
    s = "ABAB", k = 2
    输出:4
    解释:
    用两个'A'替换为两个'B',反之亦然。
    示例 2:
    输入:
    s = "AABABBA", k = 1
    输出:4
    解释:
    将中间的一个'A'替换为'B',字符串变为 "AABBBBA"。
    子串 "BBBB" 有最长重复字母, 答案为 4。

    思路:双指针滑动窗口

    精选题解https://leetcode-cn.com/problems/longest-repeating-character-replacement/solution/tong-guo-ci-ti-liao-jie-yi-xia-shi-yao-shi-hua-don/

    class Solution {//执行用时 :6 ms, 在所有 Java 提交中击败了70.64%的用户
        int[] count = new int[26];//当前窗口中各个字母的出现次数
        public int characterReplacement(String s, int k) {
            int len = s.length();
            if(s == null || len < 1)
                return 0;
            char[] chars = s.toCharArray(); //将字符串对象中的字符转换为一个字符数组           
            int left = 0;
            int charMax = 0;//滑动窗口内相同字母出现次数的历史最大值
            int res = 0;
            for(int right=0;right<len;right++){
                int index = chars[right] - 'A';
                count[index]++;
                charMax = Math.max(charMax, count[index]);// 比较之前记录的最大数 和 当前字符的数量
                if (right - left + 1 - charMax > k) {//当前需要替换的字符数大于k 
                    count[chars[left] - 'A']--;// 将窗口最左边的字符 在计数数组中减1
                    left++;// 滑动窗口
                }
                res = Math.max(res, right-left+1);
    
            }
             return res;
    
        }
    }
    

    457. 环形数组循环中等

    给定一个含有正整数和负整数的环形数组 nums。 如果某个索引中的数 k 为正数,则向前移动 k 个索引。相反,如果是负数 (-k),则向后移动 k 个索引。因为数组是环形的,所以可以假设最后一个元素的下一个元素是第一个元素,而第一个元素的前一个元素是最后一个元素。
    确定 nums 中是否存在循环(或周期)。循环必须在相同的索引处开始和结束并且循环长度 > 1。此外,一个循环中的所有运动都必须沿着同一方向进行。换句话说,一个循环中不能同时包括向前的运动和向后的运动。
    示例 1:
    输入:[2,-1,1,2,2]
    输出:true
    解释:存在循环,按索引 0 -> 2 -> 3 -> 0 。循环长度为 3 。
    示例 2:
    输入:[-1,2]
    输出:false
    解释:按索引 1 -> 1 -> 1 ... 的运动无法构成循环,因为循环的长度为 1 。根据定义,循环的长度必须大于 1 。
    示例 3:
    输入:[-2,1,-1,-2,-2]
    输出:false
    解释:按索引 1 -> 2 -> 1 -> ... 的运动无法构成循环,因为按索引 1 -> 2 的运动是向前的运动,而按索引 2 -> 1 的运动是向后的运动。一个循环中的所有运动都必须沿着同一方向进行。
    提示:

    1. -1000 ≤ nums[i] ≤ 1000
    2. nums[i] ≠ 0
    3. 0 ≤ nums.length ≤ 5000
      进阶:
      你能写出时间时间复杂度为 O(n) 和额外空间复杂度为 O(1) 的算法吗?
    思路:双指针

    代码来自讨论区jiafeilee的代码

    class Solution {//执行用时 :25 ms, 在所有 Java 提交中击败了31.62%的用户
        public boolean circularArrayLoop(int[] nums) {
            int len = nums.length;
            if(nums == null || len < 1)
                return false;
            for(int i=0;i<len;i++){
                boolean[] visited = new boolean[len];//访问数组,用来记录数组中元素是否被访问
                int j = i;
                int count = 0;//判断循环元素长度
                while(!visited[j]){
                    visited[j] = true;
                    if(nums[j] > 0){//向前移动
                        j = (j + nums[j]) % len;//新索引
                        if(nums[j] < 0)//相反方向
                            break;
                            count++;
    
                    }else{//向后移动
                        j = (j + nums[j]) % len >= 0 ? (j + nums[j]) % len : len + (j + nums[j]) %len;//新索引
                        if(nums[j] > 0)//相反方向
                            break;
                            count++;
                    }
                    if(j == i && count > 1)//循环完判断是否回到原点且长度大于1
                        return true;
                }
            }
        return false;
        }
    }
    

    524. 通过删除字母匹配到字典里最长单词中等

    给定一个字符串和一个字符串字典,找到字典里面最长的字符串,该字符串可以通过删除给定字符串的某些字符来得到。如果答案不止一个,返回长度最长且字典顺序最小的字符串。如果答案不存在,则返回空字符串。
    示例 1:
    输入:s = "abpcplea", d = ["ale","apple","monkey","plea"],输出: "apple"
    示例 2:
    输入:s = "abpcplea", d = ["a","b","c"],输出: "a"
    说明:

    1. 所有输入的字符串只包含小写字母。
    2. 字典的大小不会超过 1000。
    3. 所有输入的字符串长度不会超过 1000。
    思路:

    代码来自评论区Mr.Q的回答

    class Solution {//执行用时 :30 ms, 在所有 Java 提交中击败了44.72%的用户
        public String findLongestWord(String s, List<String> d) {
            String longest = "";//在符合条件的target中,选出最长的下标标最小的
            for (String target: d) {
                int l1 = longest.length();
                int l2 = target.length();
                 if (l1 > l2 || (l1 == l2 && longest.compareTo(target) < 0))
                    continue;
    
                if(isSubstring(s,target)) {
                    longest = target;
                }
            }
            return longest;
        }
    
        //筛选s中是否包含字典中的元素target
        public boolean isSubstring(String s, String target){
            int i = 0 ,j = 0;;
            while(i < s.length() && j < target.length()){
                if(s.charAt(i) == target.charAt(j)){
                    j++;
                }
                i++;
            }
            return j == target.length();
        }
    }
    

    532. 数组中的K-diff数对简单

    给定一个整数数组和一个整数 k, 你需要在数组里找到**不同的 **k-diff 数对。这里将 k-diff 数对定义为一个整数对 (i, j), 其中 ij 都是数组中的数字,且两数之差的绝对值是 k.
    示例 1:
    输入: [3, 1, 4, 1, 5], k = 2
    输出: 2
    解释: 数组中有两个 2-diff 数对, (1, 3) 和 (3, 5)。
    尽管数组中有两个1,但我们只应返回不同的数对的数量。
    示例 2:
    输入:[1, 2, 3, 4, 5], k = 1
    输出: 4
    解释: 数组中有四个 1-diff 数对, (1, 2), (2, 3), (3, 4) 和 (4, 5)。
    示例 3:
    输入: [1, 3, 1, 5, 4], k = 0
    输出: 1
    解释: 数组中只有一个 0-diff 数对,(1, 1)。
    注意:

    1. 数对 (i, j) 和数对 (j, i) 被算作同一数对。
    2. 数组的长度不超过10,000。
    3. 所有输入的整数的范围在 [-1e7, 1e7]。
    思路:双指针
    class Solution {//执行用时 :5 ms, 在所有 Java 提交中击败了94.47%的用户
        public int findPairs(int[] nums, int k) {  
            int len = nums.length;
            if(nums == null || len < 1 || k < 0)
                return 0;
            Arrays.sort(nums);
            int left = 0;
            int right = 1;
            int count = 0;
            while(right < len){
                int diff = nums[right] - nums[left];
                if(diff < k){
                    right++;
                }else if(diff > k){
                    left++;
                }else{
                    count++;
                    right++;
                    left++;
                }
                while(left > 0 &&left < len && nums[left] == nums[left - 1]){
                    left++;
                }
                while(right < len && nums[right] == nums[right - 1]){
                    right++;
                }
                while(right <= left){
                    right = left + 1;
                }
            }
        return count;
        }
    }
    

    567. 字符串的排列中等

    给定两个字符串 s1s2,写一个函数来判断 s2 是否包含 s1 的排列。
    换句话说,第一个字符串的排列之一是第二个字符串的子串。
    示例1:
    输入: s1 = "ab" s2 = "eidbaooo",输出: True
    解释: s2 包含 s1 的排列之一 ("ba").
    示例2:
    输入: s1= "ab" s2 = "eidboaoo",输出: False
    注意:

    1. 输入的字符串只包含小写字母
    2. 两个字符串的长度都在 [1, 10,000] 之间
    思路:滑动窗口
    class Solution {//执行用时 :8 ms, 在所有 Java 提交中击败了69.15%的用户
        public boolean checkInclusion(String s1, String s2) {
            int len1 = s1.length();// 匹配采用的窗口大小为s1串的大小
            int len2 = s2.length();
            if(len1 > len2)
                return false;
            int[] s1map = new int[26];
            int[] s2map = new int[26];
    
            //此循环计算每个字母的出现次数
            for(int i=0;i<len1;i++){
                //s1.charAt(i)-'a'将字符'a'映射到索引0,将'b'映射到索引1,依此类推('z'映射到索引25)
                s1map[s1.charAt(i) - 'a']++;
                s2map[s2.charAt(i) - 'a']++;
            }
            for(int i=len1;i<len2;i++){
                if (matches(s1map, s2map))
                    return true;
                //滑动窗口
                s2map[s2.charAt(i-len1) - 'a']--;
                s2map[s2.charAt(i) - 'a']++;
            }
        return matches(s1map, s2map);
        }
        public boolean matches(int[] s1map, int[] s2map) {
            for (int i = 0; i < 26; i++) {
                if (s1map[i] != s2map[i])
                    return false;
            }
            return true;
        }
    }
    

    632. 最小区间困难

    你有 k 个升序排列的整数数组。找到一个最小区间,使得 k 个列表中的每个列表至少有一个数包含在其中。
    我们定义如果 b-a < d-c 或者在 b-a == d-ca < c,则区间 [a,b] 比 [c,d] 小。
    示例 1:
    输入:[[4,10,15,24,26], [0,9,12,20], [5,18,22,30]]
    输出: [20,24]
    解释:
    列表 1:[4, 10, 15, 24, 26],24 在区间 [20,24] 中。
    列表 2:[0, 9, 12, 20],20 在区间 [20,24] 中。
    列表 3:[5, 18, 22, 30],22 在区间 [20,24] 中。
    注意:

    1. 给定的列表可能包含重复元素,所以在这里升序表示 >= 。
    2. 1 <= k <= 3500
    3. -105 <= 元素的值 <= 105
    4. 对于使用Java的用户,请注意传入类型已修改为List<List<Integer>>。重置代码模板后可以看到这项改动。
    思路:

    713. 乘积小于K的子数组中等

    给定一个正整数数组 nums。找出该数组内乘积小于 k 的连续的子数组的个数。
    示例 1:
    输入: nums = [10,5,2,6], k = 100
    输出: 8
    解释: 8个乘积小于100的子数组分别为: [10], [5], [2], [6], [10,5], [5,2], [2,6], [5,2,6]。
    需要注意的是 [10,5,2] 并不是乘积小于100的子数组。
    说明:

    • 0 < nums.length <= 50000
    • 0 < nums[i] < 1000
    • 0 <= k < 10^6
    思路:双指针

    关键是知道这个等式怎么来的 res += right - left + 1,来自评论区的解释:
    以[10,5,2,6] k=101 为例,注意是101!!!不是官方的100
    第一次 L=0 ,R =0 , res = 0 + 0 - 0 + 1 =1 [10]的数量为1
    第二次 L=0 R =1 , res = 1 + 1 - 0 + 1 =3 [10]的数量为1,[10,5]的数量为2+1
    第三次 L=0 R =2, res = 3 + 2 - 0 + 1 =6 [10,5]的数量为2+1, [10,5,2]的数量为3+2+1
    第四次 L=1 R= 3, res = 6 + 3 - 1 + 1 =9 [10,5,2]的数量为3+2+1,[10,5,2,6]的数量为3+3+2+1=9
    可以看出,如果符合要求L,R,每一次的增量是在上一个的数量上增加了 L-R+1

    class Solution {//执行用时 :9 ms, 在所有 Java 提交中击败了98.63%的用户
        public int numSubarrayProductLessThanK(int[] nums, int k) {
            if(nums == null || nums.length < 1)
                return 0;
            if(k == 0 || k == 1)
                return 0;
            int left = 0;
            int prod = 1;//存储nums[left]~nums[right]的累积
            int res = 0;
            for(int right = 0; right < nums.length; right++){
                prod *= nums[right];
                while(prod >= k){
                    prod /= nums[left];
                    left++;
                }
                res += right - left + 1;
            }
           
        return res;
        }
    }
    

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