482 lines
13 KiB
Markdown
482 lines
13 KiB
Markdown
<p align="center">
|
||
<a href="https://programmercarl.com/other/kstar.html" target="_blank">
|
||
<img src="https://code-thinking-1253855093.file.myqcloud.com/pics/20210924105952.png" width="1000"/>
|
||
</a>
|
||
<p align="center"><strong><a href="https://mp.weixin.qq.com/s/tqCxrMEU-ajQumL1i8im9A">参与本项目</a>，贡献其他语言版本的代码，拥抱开源，让更多学习算法的小伙伴们收益！</strong></p>
|
||
|
||
> 双指针风骚起来，也是无敌
|
||
|
||
# 977.有序数组的平方
|
||
|
||
[力扣题目链接](https://leetcode.cn/problems/squares-of-a-sorted-array/)
|
||
|
||
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。
|
||
|
||
示例 1：
|
||
输入：nums = [-4,-1,0,3,10]
|
||
输出：[0,1,9,16,100]
|
||
解释：平方后，数组变为 [16,1,0,9,100]，排序后，数组变为 [0,1,9,16,100]
|
||
|
||
示例 2：
|
||
输入：nums = [-7,-3,2,3,11]
|
||
输出：[4,9,9,49,121]
|
||
|
||
# 思路
|
||
|
||
针对本题，我录制了视频讲解：[双指针法经典题目!LeetCode:977.有序数组的平方](https://www.bilibili.com/video/BV1QB4y1D7ep)，结合本题解一起看，事半功倍！
|
||
|
||
## 暴力排序
|
||
|
||
最直观的想法，莫过于：每个数平方之后，排个序，美滋滋，代码如下：
|
||
|
||
```CPP
|
||
class Solution {
|
||
public:
|
||
vector<int> sortedSquares(vector<int>& A) {
|
||
for (int i = 0; i < A.size(); i++) {
|
||
A[i] *= A[i];
|
||
}
|
||
sort(A.begin(), A.end()); // 快速排序
|
||
return A;
|
||
}
|
||
};
|
||
```
|
||
```python3
|
||
class Solution:
|
||
def sortedSquares(self, nums: List[int]) -> List[int]:
|
||
res=[]
|
||
for num in nums:
|
||
res.append(num**2)
|
||
return sorted(res)
|
||
```
|
||
|
||
|
||
这个时间复杂度是 O(n + nlogn)， 可以说是O(nlogn)的时间复杂度，但为了和下面双指针法算法时间复杂度有鲜明对比，我记为 O(n + nlog n)。
|
||
|
||
## 双指针法
|
||
|
||
数组其实是有序的， 只不过负数平方之后可能成为最大数了。
|
||
|
||
那么数组平方的最大值就在数组的两端，不是最左边就是最右边，不可能是中间。
|
||
|
||
此时可以考虑双指针法了，i指向起始位置，j指向终止位置。
|
||
|
||
定义一个新数组result，和A数组一样的大小，让k指向result数组终止位置。
|
||
|
||
如果`A[i] * A[i] < A[j] * A[j]` 那么`result[k--] = A[j] * A[j];` 。
|
||
|
||
如果`A[i] * A[i] >= A[j] * A[j]` 那么`result[k--] = A[i] * A[i];` 。
|
||
|
||
如动画所示：
|
||
|
||
|
||
|
||
不难写出如下代码：
|
||
|
||
```CPP
|
||
class Solution {
|
||
public:
|
||
vector<int> sortedSquares(vector<int>& A) {
|
||
int k = A.size() - 1;
|
||
vector<int> result(A.size(), 0);
|
||
for (int i = 0, j = A.size() - 1; i <= j;) { // 注意这里要i <= j，因为最后要处理两个元素
|
||
if (A[i] * A[i] < A[j] * A[j]) {
|
||
result[k--] = A[j] * A[j];
|
||
j--;
|
||
}
|
||
else {
|
||
result[k--] = A[i] * A[i];
|
||
i++;
|
||
}
|
||
}
|
||
return result;
|
||
}
|
||
};
|
||
```
|
||
|
||
此时的时间复杂度为O(n)，相对于暴力排序的解法O(n + nlog n)还是提升不少的。
|
||
|
||
|
||
**这里还是说一下，大家不必太在意leetcode上执行用时，打败多少多少用户，这个就是一个玩具，非常不准确。**
|
||
|
||
做题的时候自己能分析出来时间复杂度就可以了，至于leetcode上执行用时，大概看一下就行，只要达到最优的时间复杂度就可以了，
|
||
|
||
一样的代码多提交几次可能就击败百分之百了.....
|
||
|
||
## 其他语言版本
|
||
|
||
Java：
|
||
```Java
|
||
class Solution {
|
||
public int[] sortedSquares(int[] nums) {
|
||
int right = nums.length - 1;
|
||
int left = 0;
|
||
int[] result = new int[nums.length];
|
||
int index = result.length - 1;
|
||
while (left <= right) {
|
||
if (nums[left] * nums[left] > nums[right] * nums[right]) {
|
||
// 正数的相对位置是不变的， 需要调整的是负数平方后的相对位置
|
||
result[index--] = nums[left] * nums[left];
|
||
++left;
|
||
} else {
|
||
result[index--] = nums[right] * nums[right];
|
||
--right;
|
||
}
|
||
}
|
||
return result;
|
||
}
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
```java
|
||
class Solution {
|
||
public int[] sortedSquares(int[] nums) {
|
||
int l = 0;
|
||
int r = nums.length - 1;
|
||
int[] res = new int[nums.length];
|
||
int j = nums.length - 1;
|
||
while(l <= r){
|
||
if(nums[l] * nums[l] > nums[r] * nums[r]){
|
||
res[j--] = nums[l] * nums[l++];
|
||
}else{
|
||
res[j--] = nums[r] * nums[r--];
|
||
}
|
||
}
|
||
return res;
|
||
}
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
Python：
|
||
```Python
|
||
class Solution:
|
||
def sortedSquares(self, nums: List[int]) -> List[int]:
|
||
n = len(nums)
|
||
i,j,k = 0,n - 1,n - 1
|
||
ans = [-1] * n
|
||
while i <= j:
|
||
lm = nums[i] ** 2
|
||
rm = nums[j] ** 2
|
||
if lm > rm:
|
||
ans[k] = lm
|
||
i += 1
|
||
else:
|
||
ans[k] = rm
|
||
j -= 1
|
||
k -= 1
|
||
return ans
|
||
```
|
||
|
||
Go：
|
||
```Go
|
||
func sortedSquares(nums []int) []int {
|
||
n := len(nums)
|
||
i, j, k := 0, n-1, n-1
|
||
ans := make([]int, n)
|
||
for i <= j {
|
||
lm, rm := nums[i]*nums[i], nums[j]*nums[j]
|
||
if lm > rm {
|
||
ans[k] = lm
|
||
i++
|
||
} else {
|
||
ans[k] = rm
|
||
j--
|
||
}
|
||
k--
|
||
}
|
||
return ans
|
||
}
|
||
```
|
||
Rust
|
||
```
|
||
impl Solution {
|
||
pub fn sorted_squares(nums: Vec<i32>) -> Vec<i32> {
|
||
let n = nums.len();
|
||
let (mut i,mut j,mut k) = (0,n - 1,n- 1);
|
||
let mut ans = vec![0;n];
|
||
while i <= j{
|
||
if nums[i] * nums[i] < nums[j] * nums[j] {
|
||
ans[k] = nums[j] * nums[j];
|
||
j -= 1;
|
||
}else{
|
||
ans[k] = nums[i] * nums[i];
|
||
i += 1;
|
||
}
|
||
k -= 1;
|
||
}
|
||
ans
|
||
}
|
||
}
|
||
```
|
||
Javascript：
|
||
```Javascript
|
||
/**
|
||
* @param {number[]} nums
|
||
* @return {number[]}
|
||
*/
|
||
var sortedSquares = function(nums) {
|
||
let n = nums.length;
|
||
let res = new Array(n).fill(0);
|
||
let i = 0, j = n - 1, k = n - 1;
|
||
while (i <= j) {
|
||
let left = nums[i] * nums[i],
|
||
right = nums[j] * nums[j];
|
||
if (left < right) {
|
||
res[k--] = right;
|
||
j--;
|
||
} else {
|
||
res[k--] = left;
|
||
i++;
|
||
}
|
||
}
|
||
return res;
|
||
};
|
||
```
|
||
|
||
Typescript：
|
||
|
||
双指针法：
|
||
|
||
```typescript
|
||
function sortedSquares(nums: number[]): number[] {
|
||
let left: number = 0, right: number = nums.length - 1;
|
||
let resArr: number[] = new Array(nums.length);
|
||
let resArrIndex: number = resArr.length - 1;
|
||
while (left <= right) {
|
||
if (Math.abs(nums[left]) < Math.abs(nums[right])) {
|
||
resArr[resArrIndex] = nums[right--] ** 2;
|
||
} else {
|
||
resArr[resArrIndex] = nums[left++] ** 2;
|
||
}
|
||
resArrIndex--;
|
||
}
|
||
return resArr;
|
||
};
|
||
```
|
||
|
||
骚操作法（暴力思路）：
|
||
|
||
```typescript
|
||
function sortedSquares(nums: number[]): number[] {
|
||
return nums.map(i => i * i).sort((a, b) => a - b);
|
||
};
|
||
```
|
||
|
||
Swift:
|
||
|
||
```swift
|
||
func sortedSquares(_ nums: [Int]) -> [Int] {
|
||
// 指向新数组最后一个元素
|
||
var k = nums.count - 1
|
||
// 指向原数组第一个元素
|
||
var i = 0
|
||
// 指向原数组最后一个元素
|
||
var j = nums.count - 1
|
||
// 初始化新数组(用-1填充)
|
||
var result = Array<Int>(repeating: -1, count: nums.count)
|
||
|
||
for _ in 0..<nums.count {
|
||
if nums[i] * nums[i] < nums[j] * nums[j] {
|
||
result[k] = nums[j] * nums[j]
|
||
j -= 1
|
||
} else {
|
||
result[k] = nums[i] * nums[i]
|
||
i += 1
|
||
}
|
||
k -= 1
|
||
}
|
||
|
||
return result
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
Ruby:
|
||
|
||
```ruby
|
||
def sorted_squares(nums)
|
||
left, right, result = 0, nums.size - 1, []
|
||
while left <= right
|
||
if nums[left]**2 > nums[right]**2
|
||
result << nums[left]**2
|
||
left += 1
|
||
else
|
||
result << nums[right]**2
|
||
right -= 1
|
||
end
|
||
end
|
||
result.reverse
|
||
end
|
||
```
|
||
|
||
|
||
C:
|
||
```c
|
||
int* sortedSquares(int* nums, int numsSize, int* returnSize){
|
||
//返回的数组大小就是原数组大小
|
||
*returnSize = numsSize;
|
||
//创建两个指针，right指向数组最后一位元素，left指向数组第一位元素
|
||
int right = numsSize - 1;
|
||
int left = 0;
|
||
|
||
//最后要返回的结果数组
|
||
int* ans = (int*)malloc(sizeof(int) * numsSize);
|
||
int index;
|
||
for(index = numsSize - 1; index >= 0; index--) {
|
||
//左指针指向元素的平方
|
||
int lSquare = nums[left] * nums[left];
|
||
//右指针指向元素的平方
|
||
int rSquare = nums[right] * nums[right];
|
||
//若左指针指向元素平方比右指针指向元素平方大，将左指针指向元素平方放入结果数组。左指针右移一位
|
||
if(lSquare > rSquare) {
|
||
ans[index] = lSquare;
|
||
left++;
|
||
}
|
||
//若右指针指向元素平方比左指针指向元素平方大，将右指针指向元素平方放入结果数组。右指针左移一位
|
||
else {
|
||
ans[index] = rSquare;
|
||
right--;
|
||
}
|
||
}
|
||
//返回结果数组
|
||
return ans;
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
PHP:
|
||
```php
|
||
class Solution {
|
||
/**
|
||
* @param Integer[] $nums
|
||
* @return Integer[]
|
||
*/
|
||
function sortedSquares($nums) {
|
||
// 双指针法
|
||
$res = [];
|
||
for ($i = 0; $i < count($nums); $i++) {
|
||
$res[$i] = 0;
|
||
}
|
||
$k = count($nums) - 1;
|
||
for ($i = 0, $j = count($nums) - 1; $i <= $j; ) {
|
||
if ($nums[$i] ** 2 < $nums[$j] ** 2) {
|
||
$res[$k--] = $nums[$j] ** 2;
|
||
$j--;
|
||
}
|
||
else {
|
||
$res[$k--] = $nums[$i] ** 2;
|
||
$i++;
|
||
}
|
||
}
|
||
return $res;
|
||
}
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
Kotlin:
|
||
|
||
双指针法
|
||
```kotlin
|
||
class Solution {
|
||
// 双指针法
|
||
fun sortedSquares(nums: IntArray): IntArray {
|
||
var res = IntArray(nums.size)
|
||
var left = 0 // 指向数组的最左端
|
||
var right = nums.size - 1 // 指向数组端最右端
|
||
// 选择平方数更大的那一个往 res 数组中倒序填充
|
||
for (index in nums.size - 1 downTo 0) {
|
||
if (nums[left] * nums[left] > nums[right] * nums[right]) {
|
||
res[index] = nums[left] * nums[left]
|
||
left++
|
||
} else {
|
||
res[index] = nums[right] * nums[right]
|
||
right--
|
||
}
|
||
}
|
||
return res
|
||
}
|
||
}
|
||
```
|
||
骚操作（暴力思路）
|
||
```kotlin
|
||
class Solution {
|
||
fun sortedSquares(nums: IntArray): IntArray {
|
||
// left 与 right 用来控制循环，类似于滑动窗口
|
||
var left: Int = 0;
|
||
var right: Int = nums.size - 1;
|
||
// 将每个数字的平方经过排序后加入result数值
|
||
var result: IntArray = IntArray(nums.size);
|
||
var k: Int = nums.size - 1;
|
||
while (left <= right) {
|
||
// 从大到小，从后向前填满数组
|
||
// [left, right] 控制循环
|
||
if (nums[left] * nums[left] > nums[right] * nums[right]) {
|
||
result[k--] = nums[left] * nums[left]
|
||
left++
|
||
}
|
||
else {
|
||
result[k--] = nums[right] * nums[right]
|
||
right--
|
||
}
|
||
}
|
||
return result
|
||
}
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
Scala:
|
||
|
||
双指针:
|
||
```scala
|
||
object Solution {
|
||
def sortedSquares(nums: Array[Int]): Array[Int] = {
|
||
val res: Array[Int] = new Array[Int](nums.length)
|
||
var top = nums.length - 1
|
||
var i = 0
|
||
var j = nums.length - 1
|
||
while (i <= j) {
|
||
if (nums(i) * nums(i) <= nums(j) * nums(j)) {
|
||
// 当左侧平方小于等于右侧，res数组顶部放右侧的平方，并且top下移，j左移
|
||
res(top) = nums(j) * nums(j)
|
||
top -= 1
|
||
j -= 1
|
||
} else {
|
||
// 当左侧平方大于右侧，res数组顶部放左侧的平方，并且top下移，i右移
|
||
res(top) = nums(i) * nums(i)
|
||
top -= 1
|
||
i += 1
|
||
}
|
||
}
|
||
res
|
||
}
|
||
}
|
||
```
|
||
骚操作(暴力思路):
|
||
```scala
|
||
object Solution {
|
||
def sortedSquares(nums: Array[Int]): Array[Int] = {
|
||
nums.map(x=>{x*x}).sortWith(_ < _)
|
||
}
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
C#：
|
||
```csharp
|
||
public class Solution {
|
||
public int[] SortedSquares(int[] nums) {
|
||
int k = nums.Length - 1;
|
||
int[] result = new int[nums.Length];
|
||
for (int i = 0, j = nums.Length - 1;i <= j;){
|
||
if (nums[i] * nums[i] < nums[j] * nums[j]) {
|
||
result[k--] = nums[j] * nums[j];
|
||
j--;
|
||
} else {
|
||
result[k--] = nums[i] * nums[i];
|
||
i++;
|
||
}
|
||
}
|
||
return result;
|
||
}
|
||
}
|
||
```
|
||
-----------------------
|
||
<div align="center"><img src=https://code-thinking.cdn.bcebos.com/pics/01二维码一.jpg width=500> </img></div>
|