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【LeetCode算法题】各类基础排序算法的Python实现
【LeetCode算法题】数组经典题目分析

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前言

  本文对LeetCode中的数组类的经典题目进行分析，题目序号分别为 704.二分查找，27.移除元素，977.有序数组的平方，209.长度最小的子数组，59.螺旋矩阵ll

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一、二分查找（704）

  Q：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。
  分析：有序数组查询特定值，一般的折半查找思路。

class Solution(object):def search(self, nums, target):""":type nums: List[int]:type target: int:rtype: int"""low = 0;high = (len(nums) - 1);while (low <= high):mid = (low + high) // 2;if (nums[mid] == target): return mid;if (nums[mid] < target):low = mid + 1;if (nums[mid] > target):high = mid - 1;return -1;

二、移除元素（27）

  Q：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。
注：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。
  分析：利用快慢指针的思维，当 fast 所指的值等于 val，仅向后移动 fast ，当 fast 所指的值不等于 val 时 fast 与 slow 均向前移动一位，且将 fast 所指的值赋给 slow 所指的地址。

class Solution(object):def removeElement(self, nums, val):""":type nums: List[int]:type val: int:rtype: int"""slow = 0;fast = 0;while (fast < len(nums)):if (nums[fast] != val):nums[slow] = nums[fast];slow += 1;fast += 1;return slow;

三、有序数组的平方（977）

  Q：给你一个按 非递减顺序 排序的整数数组 nums，返回 每个数字的平方 组成的新数组，要求也按 非递减顺序 排序。
注：初始整数数组存在负数
  分析：基本思路是先将数组元素平方，然后再对数组进行排序，这里的排序可以用各种排序算法，参考：【LeetCode算法题】各类基础排序算法的Python实现。但该思路一般会导致时间超时，可以采用双指针思维，创建一个空数组，仅在数组两头才可能取最大值，建立左右指针 left 与 right，将大的添加到空数组头，并将对应指针向里移一单位，直到指针重合。

class Solution(object):def sortedSquares(self, nums):""":type nums: List[int]:rtype: List[int]"""low = 0;high = len(nums) - 1;nums_ = [];while (low <= high):if (nums[low]**2 <= nums[high]**2):nums_.insert(0, nums[high] ** 2);high = high - 1;else:nums_.insert(0, nums[low] ** 2);low = low + 1;return nums_;

四、长度最小的子数组（209）

  Q：给定一个含有 n 个正整数的数组和一个正整数 s ，找出该数组中满足其和 ≥ s 的长度最小的 连续 子数组，并返回其长度。如果不存在符合条件的子数组，返回 0。
  分析：基本思路是用两层 for 循环将所有可能的子数组遍历，找到满足条件的最小长度，该方式时间复杂度较高，改进思路是减少循环次数，双循环是同时限制了子数组的起止，单循环仅限制子数组的止。核心思路是：创建两个指针start，end，初始两指针均在数组头，之后推进 end 指针，当出现 sum(array[start, end]) > val 时，停止end后移，开始后移 start，直到达到最小满足条件的范围，并记录，之后继续后移 end ；循环操作，并每次取最小的范围，直至 end 达到数组尾。

class Solution(object):def minSubArrayLen(self, target, nums):""":type target: int:type nums: List[int]:rtype: int"""i = 0;n = len(nums);min_ = n + 1;total = 0;for j in range(n):   	# 不直接使用sum(数组切片),可以加快速度.total += nums[j];while (total >= target):min_ = min(min_, j - i + 1);total -= nums[i];i += 1;return 0 if min_ == n + 1 else min_;

五、螺旋矩阵（59）

  Q：给定一个正整数 n，生成一个包含 1 到 n^2 所有元素，且元素按顺时针顺序螺旋排列的正方形矩阵。
  分析：这个题目的思路非常巧妙，创建一个空的二维数组，限制数组矩阵四边的起始位置，按照顺时针依次填入数据。

class Solution(object):def generateMatrix(self, n):""":type n: int:rtype: List[List[int]]"""mat = [[0 for i in range(n)] for i in range (n)]w, s, a, d, m = 1, n, 1, n, 0;len_ = n**2;while(m < len_):j_a = a - 1;while(j_a < d):mat[w - 1][j_a] = m + 1;m += 1;j_a += 1;w = w + 1;j_w = w - 1;while (j_w < s):mat[j_w][d - 1] = m + 1;m += 1;j_w += 1;d = d - 1;j_s = d ;while(j_s >= a):mat[s - 1][j_s - 1] = m + 1;m += 1;j_s -= 1;s = s - 1;j_a = s ;while (j_a >= w):mat[j_a - 1][a - 1] = m + 1;m += 1;j_a -= 1;a = a + 1;return mat              

总结

  数组除了较为经典的查找、排序算法外，比较常用的思想还有：以空间换时间、双指针等。