這是悅樂書的第254次更新，第267篇原創(chuàng)

01 看題和準(zhǔn)備

今天介紹的是LeetCode算法題中Easy級(jí)別的第121題（順位題號(hào)是532）。給定一個(gè)整數(shù)數(shù)組和一個(gè)整數(shù)k，您需要找到數(shù)組中唯一的k-diff對(duì)的數(shù)量。 這里k-diff對(duì)被定義為整數(shù)對(duì)（i，j），其中i和j都是數(shù)組中的數(shù)字，它們的絕對(duì)差是k。例如：

輸入：[3,1,4,1,5]，k = 2
輸出：2
說明：數(shù)組中有兩個(gè)2-diff對(duì)，（1,3）和（3,5）。雖然我們?cè)谳斎胫杏袃蓚€(gè)1，但我們應(yīng)該只返回唯一對(duì)的數(shù)量。

輸入：[1,2,3,4,5]，k = 1
輸出：4
說明：數(shù)組中有四個(gè)1-diff對(duì)，（1,2），（2,3），（3,4）和（4,5）。

輸入：[1,3,1,5,4]，k = 0
輸出：1
說明：數(shù)組中有一個(gè)0-diff對(duì)，（1,1）。

注意：

• 對(duì)（i，j）和（j，i）計(jì)為同一對(duì)。

• 數(shù)組的長度不會(huì)超過10,000。

• 給定輸入中的所有整數(shù)都屬于以下范圍：[-1e7, 1e7]。

本次解題使用的開發(fā)工具是eclipse，jdk使用的版本是1.8，環(huán)境是win7 64位系統(tǒng)，使用Java語言編寫和測試。

02 第一種解法

暴力解法。先排序，然后使用兩層循環(huán)，計(jì)算不同元素的絕對(duì)值，如果等于k，次數(shù)就加1。在外面第一層循環(huán)那里，如果前后元素相同，就跳過當(dāng)前循環(huán)，進(jìn)行下一次循環(huán)。在內(nèi)層循環(huán)那里同樣做了類似的判斷，排除重復(fù)計(jì)算。

此解法的時(shí)間復(fù)雜度是O(n^2)，空間復(fù)雜度是O(1)。

public int findPairs(int[] nums, int k) {if (nums == null || nums.length == 0 || k < 0) {return 0;}Arrays.sort(nums);int count = 0;for (int i=0; i<nums.length; i++) {int n = nums[i];if (i >= 1 && nums[i-1] == nums[i]) {continue;}for (int j=i+1; j<nums.length; j++) {if (j >= i+2 && nums[j-1] == nums[j]) {continue;}if (Math.abs(n - nums[j]) == k) {count++;}}}return count; }

03 第二種解法

第一種解法時(shí)間復(fù)雜度太高了，得降低點(diǎn)。第一種解法，我們是做減法，求絕對(duì)值，來判斷是否等于k，我們也可以做加法，拿當(dāng)前元素加上k，然后看新元素是否存在于數(shù)組中。同時(shí)還要考慮重復(fù)的計(jì)算數(shù)據(jù)，因此參與計(jì)算的元素是唯一的，對(duì)此我們可以使用HashMap，已元素值作為key，該元素值出現(xiàn)次數(shù)為value。遍歷key，如果key加上k后的值存在于map中，次數(shù)加1，另外如果k為0的時(shí)候，只需要判斷每個(gè)key所對(duì)應(yīng)的value是否大于等于2即可。

此解法的時(shí)間復(fù)雜度是O(n)，最壞情況也可能是O(n^2)，空間復(fù)雜度是O(n)。

public int findPairs2(int[] nums, int k) {if (nums == null || nums.length == 0 || k < 0) {return 0;}Map<Integer,Integer> map = new HashMap<Integer,Integer>();for (int n : nums) {map.put(n, map.getOrDefault(n, 0)+1);}int count = 0;if (k == 0) {for (Integer key: map.keySet()) {if (map.get(key) >= 2) {count++;}}} else {for (Integer key: map.keySet()) {if (map.containsKey(key+k)) {count++;}}}return count; }

04 第三種解法

對(duì)于第二種解法，還可以將判斷放在循環(huán)體里面。

public int findPairs3(int[] nums, int k) {if (nums == null || nums.length == 0 || k < 0) {return 0;}Map<Integer,Integer> map = new HashMap<Integer,Integer>();for (int n : nums) {map.put(n, map.getOrDefault(n, 0)+1);}int count = 0;for (Map.Entry<Integer, Integer> entry : map.entrySet()) {if (k == 0) {if (entry.getValue() >= 2) {count++;} } else {if (map.containsKey(entry.getKey()+k)) {count++;}}}return count; }

05 第四種解法

使用HashSet。使用兩個(gè)HashSet，同樣分為兩種情況：k等于0和K不等于0。

如果k等于0時(shí)，對(duì)數(shù)組進(jìn)行遍歷，如果當(dāng)前元素不存在于set1中，就添加進(jìn)set1，如果存在set1中，就去判斷是否存在于set2中，如果不存在，次數(shù)就加1，并將元素添加進(jìn)set2中。

如果k不等于0，遍歷數(shù)組，將當(dāng)前元素添加進(jìn)set1，將當(dāng)前元素加上k后再添加進(jìn)set2，然后使用retainAll方法，將set1中不包含set2元素的元素剔除掉（也就是兩set的交集），最后count等于set1中元素的個(gè)數(shù)。

public int findPairs4(int[] nums, int k) {if (nums == null || nums.length == 0 || k < 0) {return 0;}Set<Integer> set1 = new HashSet<Integer>();Set<Integer> set2 = new HashSet<Integer>();int count = 0;if (k == 0) {for (int n : nums) {if (!set1.contains(n)) {set1.add(n);} else {if (!set2.contains(n)){count++;}set2.add(n);}}} else {for (int n : nums) {set1.add(n);set2.add(n + k);}set1.retainAll(set2);count = set1.size();}return count; }

06 第五種解法

使用雙指針。還是先將數(shù)據(jù)排序，定義左右兩個(gè)指針，分別從0開始，如果左右指針相等，說明是循環(huán)的第一次或者重復(fù)了，就需要將右指針往后移動(dòng)一位。如果左指針?biāo)赶蛟丶由蟢后等于右指針的元素，那么次數(shù)加1，接著要判斷，如果右指針?biāo)赶蛭恢煤竺娴脑睾彤?dāng)前元素相等，那么右指針繼續(xù)往后移動(dòng)。如果左指針?biāo)赶蛟丶由蟢后小于右指針的元素，說明左邊的元素小了，左指針向前移動(dòng)。如果左指針?biāo)赶蛟丶由蟢后大于右指針的元素，說明右邊的元素小了，右指針向前移動(dòng)。

此解法的時(shí)間復(fù)雜度是O(n log(n))，空間復(fù)雜度是O(1)。

public int findPairs5(int[] nums, int k) {if (nums == null || nums.length == 0 || k < 0) {return 0;}Arrays.sort(nums);int count = 0;int start = 0, end = 0;while (end < nums.length) {if (start == end) {end++;} else if (nums[start] + k == nums[end]) {count++;while (end + 1 < nums.length && nums[end] == nums[end + 1]) {end++;}end++;} else if (nums[start] + k < nums[end]) {start++;} else if (nums[start] + k > nums[end]) {end++;}}return count; }

07 小結(jié)

此題的測試用例中，k出現(xiàn)了負(fù)值，所以在特殊情況判斷中，還需要判斷k小于0，這也是本題不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)囊粋€(gè)地方。

算法專題目前已日更超過三個(gè)月，算法題文章121+篇，公眾號(hào)對(duì)話框回復(fù)【數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法】、【算法】、【數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)】中的任一關(guān)鍵詞，獲取系列文章合集。

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的LeetCode算法题-K-diff Pairs in an Array（Java实现）的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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