每周一道算法题(十一)

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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