剑指Offer题解——数组

秒速五厘米 2023-02-25 15:22 96阅读 0赞

### 文章目录 ###

*   *  剑指 Offer 03. 数组中重复的数字
     *   *  解法
     *  剑指 Offer 04. 二维数组中的查找
     *   *  解法
     *  剑指 Offer 29. 顺时针打印矩阵
     *   *  解法
     *  剑指 Offer 53 - I. 在排序数组中查找数字 I
     *   *  解法
     *  剑指 Offer 53 - II. 0～n-1中缺失的数字
     *   *  解法
         *   *  推荐阅读

## 剑指 Offer 03. 数组中重复的数字 ##

[力扣链接][Link 1]

找出数组中重复的数字。

在一个长度为 n 的数组 nums 里的所有数字都在 0～n-1 的范围内。数组中某些数字是重复的，但不知道有几个数字重复了，也不知道每个数字重复了几次。请找出数组中任意一个重复的数字。

示例 1：
    
    输入：
    [2, 3, 1, 0, 2, 5, 3]
    输出：2 或 3 
     
    
    限制：
    
    2 <= n <= 100000

### 解法 ###

class Solution {
        
        public int findRepeatNumber(int[] nums) {
        
            Set<Integer> set = new HashSet<Integer>();
            int repeat = -1;
            for (int num : nums) {
        
                if (!set.add(num)) {
        
                    repeat = num;
                    break;
                }
            }
            return repeat;
        }
    }

## 剑指 Offer 04. 二维数组中的查找 ##

[力扣链接][Link 2]

在一个 n \* m 的二维数组中，每一行都按照从左到右递增的顺序排序，每一列都按照从上到下递增的顺序排序。请完成一个函数，输入这样的一个二维数组和一个整数，判断数组中是否含有该整数。

示例:
    
    现有矩阵 matrix 如下：
    
    [
      [1,   4,  7, 11, 15],
      [2,   5,  8, 12, 19],
      [3,   6,  9, 16, 22],
      [10, 13, 14, 17, 24],
      [18, 21, 23, 26, 30]
    ]
    给定 target = 5，返回 true。
    
    给定 target = 20，返回 false。
    
     
    
    限制：
    0 <= n <= 1000
    0 <= m <= 1000

### 解法 ###

class Solution {
        
        public boolean findNumberIn2DArray(int[][] matrix, int target) {
        
            if (matrix == null || matrix.length == 0 || matrix[0].length == 0) {
        
                return false;
            }
            int m = matrix.length, n = matrix[0].length;
            int i = 0, j = n - 1;
            while (i < m && j >= 0) {
        
                int tmp = matrix[i][j];
                if (tmp > target) {
        
                    j--;
                } else if (tmp < target) {
        
                    i++;
                } else {
        
                    return true;
                }
            }
            return false;
        }
    }

## 剑指 Offer 29. 顺时针打印矩阵 ##

[力扣链接][Link 3]

输入一个矩阵，按照从外向里以顺时针的顺序依次打印出每一个数字。

示例 1：
    
    输入：matrix = [[1,2,3],[4,5,6],[7,8,9]]
    输出：[1,2,3,6,9,8,7,4,5]
    示例 2：
    
    输入：matrix = [[1,2,3,4],[5,6,7,8],[9,10,11,12]]
    输出：[1,2,3,4,8,12,11,10,9,5,6,7]
     
    
    限制：
    
    0 <= matrix.length <= 100
    0 <= matrix[i].length <= 100

### 解法 ###

class Solution {
        
        public int[] spiralOrder(int[][] matrix) {
        
            if (matrix.length == 0) {
        
                return new int[0];
            }
            int row = 0, col = 0, m = matrix.length - 1, n = matrix[0].length - 1;
            int[] res = new int[(m+1) * (n+1)];
            int index = 0;
            while (true) {
        
                for (int i = col; i <= n; ++i) {
        
                    res[index++] = matrix[row][i];
                }
                if (++row > m) {
        
                    break;
                }
                for (int i = row; i <= m; ++i) {
        
                    res[index++] = matrix[i][n];
                }
                if (--n < col) {
        
                    break;
                }
                for (int i = n; i >= col; --i) {
        
                    res[index++] = matrix[m][i];
                }
                if (--m < row) {
        
                    break;
                }
                for (int i = m; i >= row; --i) {
        
                    res[index++] = matrix[i][col];
                }
                if (++col > n) {
        
                    break;
                }
            }
            return res;
        }
    }

## 剑指 Offer 53 - I. 在排序数组中查找数字 I ##

[力扣链接][Link 4]

统计一个数字在排序数组中出现的次数。

示例 1:
    
    输入: nums = [5,7,7,8,8,10], target = 8
    输出: 2
    示例 2:
    
    输入: nums = [5,7,7,8,8,10], target = 6
    输出: 0
     
    
    限制：
    
    0 <= 数组长度 <= 50000

### 解法 ###

用二分法找到第一次出现target的位置，然后遍历即可。

class Solution {
        
        public int search(int[] nums, int target) {
        
            int firstIndex = -1;
            if (nums.length == 0 || nums[0] > target) {
        
                return 0;
            }
            int low = 0, high = nums.length - 1;
            // 用二分查找，找到第一次出现target的位置
            while (low <= high) {
        
                int mid = low + ((high - low) >> 1);
                if (nums[mid] >= target) {
        
                    if (mid == 0 || (nums[mid] == target && nums[mid - 1] < target)) {
        
                        firstIndex = mid;
                        break;
                    }
                    else {
        
                        high = mid - 1;
                    } 
                }
                else {
        
                    low = mid + 1;
                }
            }
            if (firstIndex != -1 && nums[firstIndex] == target) {
        
                if (firstIndex == nums.length - 1) {
        
                    return 1;
                }
                else {
        
                    // 往下遍历找到第二次出现target 的位置
                    for (int i = firstIndex + 1; i < nums.length; ++i) {
        
                        if (nums[i] != target) {
        
                            return i - firstIndex; // i - 1 - firstIndex + 1
                        }
                        if (i == nums.length - 1 && nums[i] == target) {
        
                            return i - firstIndex + 1;
                        }
                    }
                }
            }
            return 0;
        }
    }

## 剑指 Offer 53 - II. 0～n-1中缺失的数字 ##

[力扣链接][Link 5]

一个长度为n-1的递增排序数组中的所有数字都是唯一的，并且每个数字都在范围0～n-1之内。在范围0～n-1内的n个数字中有且只有一个数字不在该数组中，请找出这个数字。

示例 1:
    
    输入: [0,1,3]
    输出: 2
    示例 2:
    
    输入: [0,1,2,3,4,5,6,7,9]
    输出: 8
     
    
    限制：
    
    1 <= 数组长度 <= 10000

### 解法 ###

1 = 1 ^ 2 ^ 2;三个数做异或运算会除去相同的数。

class Solution {
        
        public int missingNumber(int[] nums) {
        
            int result = 0;
            for (int i = 0; i < nums.length; ++i) {
        
                result = result ^ i ^ nums[i];
            }
            return result ^ nums.length;
        }
    }

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#### 推荐阅读 ####

*  [机器学习资料汇总][Link 6]
 *  [吴恩达《机器学习》视频、作业、源码][Link 7]
 *  [106页《Python进阶》中文版正式发布][106_Python]
 *  [李航《统计学习方法》第二版完整课件][Link 8]
 *  [机器学习数学全书，1900页PDF下载][1900_PDF]

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[Link 1]: https://leetcode-cn.com/problems/shu-zu-zhong-zhong-fu-de-shu-zi-lcof/
[Link 2]: https://leetcode-cn.com/problems/er-wei-shu-zu-zhong-de-cha-zhao-lcof/
[Link 3]: https://leetcode-cn.com/problems/shun-shi-zhen-da-yin-ju-zhen-lcof/
[Link 4]: https://leetcode-cn.com/problems/zai-pai-xu-shu-zu-zhong-cha-zhao-shu-zi-lcof/
[Link 5]: https://leetcode-cn.com/problems/que-shi-de-shu-zi-lcof/
[Link 6]: https://mp.weixin.qq.com/s/3nOkk_Yt9D7Qp1WaWEjyZQ
[Link 7]: https://mp.weixin.qq.com/s/dErZNtBYbVA7ItPm7T_HIw
[106_Python]: https://mp.weixin.qq.com/s/_WEuuxj-QgihijjLz7NJ9g
[Link 8]: https://mp.weixin.qq.com/s/xah47OWuu8ahAUa1aFFo4Q
[1900_PDF]: https://mp.weixin.qq.com/s/9BuyhdwuHiHH3ksVUe44ZQ
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