前言

這是本人第一次參加由Datawhale舉辦的組隊學習活動，這個活動每月一次，之前也一直關(guān)注，但未親身參與過，這次看到活動中有一項組隊刷LeetCode，恰逢本人正在準備考研復試機試，便欣然加入以求有所收獲和提升。

同時，這也是本人第一次在CSDN寫文章，希望在此記錄并向大家分享自己在學習過程中總結(jié)的知識和收獲的感悟，也可以在此和大家談?wù)撚龅降膯栴}，向諸位優(yōu)秀的CSDNer們學習，我們共同進步！

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活動簡介

天池Leetcode基礎(chǔ)訓練營
適合leetcode小白，同時也可以學習到一些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法的知識，適合初學者快速入門，需要一點點的編程基礎(chǔ)。
2022年2月14日-2022年3月10日
o 知識講解＋例題解析＋習題實踐，完整入門Leetcode刷題之旅
o 24天訓練營助教陪你答疑解惑
o 排名/周賽拿證書，給你的簡歷履歷添磚加瓦

活動地址
https://tianchi.aliyun.com/specials/promotion/2-9?spm=5176.15228502.0.0.34c079bfkDKMxB

Datawhale組隊學習
Datawhale是一個活躍于高校的開源組織，每月舉辦的組隊學習活動致力于營造互促的學習氛圍和純粹的學習環(huán)境，提供開源免費的學習內(nèi)容和學習規(guī)劃，方便大家有監(jiān)督和無監(jiān)督學習，從而幫助到更多學習者成長。截止今日，Datawhale已經(jīng)開源50多門學習內(nèi)容，涉及編程、數(shù)據(jù)科學、cv、nlp、強化學習和推薦系統(tǒng)6大模塊，這源自每一個開源貢獻者的參與。

開源地址
https://github.com/datawhalechina/team-learning

Task01數(shù)組

知識點總結(jié)

數(shù)組的定義
數(shù)組是具有一定順序關(guān)系的若干對象組成的集合，組成數(shù)組的對象成為數(shù)組元素。
它可以存儲一個 固定大小 的 相同類型 元素的順序集合。
數(shù)組的元素也可以是數(shù)組，這樣就得到了多維數(shù)組。

數(shù)組的存儲
數(shù)組是由連續(xù)的內(nèi)存位置組成，即在物理存儲層面是使用一片連續(xù)的存儲空間。
最低的地址對應(yīng)第一個元素，最高的地址對應(yīng)最后一個元素。 即按順序連續(xù)存儲。
這樣的好處是我們可以利用索引對數(shù)組元素進行隨機存取，而不足則是數(shù)組空間固定，不易擴充或減少，容易造成溢出或空間浪費。

數(shù)組元素的訪問
數(shù)組的存儲按照行優(yōu)先（C、C++、C#）或列優(yōu)先（Forturn）的原則進行。
可以利用以下公式計算得到數(shù)組中任一下標所存元素的位置，當然在C語言中我們可以直接利用下標對數(shù)組元素進行訪問。（考研數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)里面還是比較喜歡考下面這種計算的）
以下數(shù)組聲明分別為 type a[n]; type a[m][n]; type a[m][n][l];

一維數(shù)組：Loc(a[i]) = Loc(a[0]) + i x c
二維數(shù)組：Loc(a[i][j]) = Loc(a[0][0]) + (i x n + j) x c
三維數(shù)組：Loc(a[i][j][k]) = Loc(a[0][0][0]) + (i x n x l + j x l + k) x c
以上公式中 c 即代表數(shù)組中單個元素大小，可以利用 sizeof(a[0]) 得到，也是數(shù)據(jù)類型type的大小

例題

Leetcode1 兩數(shù)之和
這是一道很簡單的題，很直接的思路就是暴力解法，利用二重循環(huán)窮舉數(shù)組中兩元素之和，找到滿足的兩元素返回下標即可，這樣解答的時間復雜度是O(N²)；
此外，可以將數(shù)組先排序，再分別從頭尾開始夾逼。
Leetcode的官方題解還提供了利用哈希表的解法，這樣可以將時間復雜度降低至O(N)。

Leetcode16 最接近的三數(shù)之和
這是一道中等難度的題，也可以用暴力解法求解，即考慮直接使用三重循環(huán)枚舉三元組，找出與目標值最接近的作為答案，但是時間復雜度將達到O(N³)；
Leetcode的官方題解中給出的解法是雙指針法，即首先將數(shù)組元素升序排列，假設(shè)數(shù)組的長度為 n，我們需要的答案由 a、b、c 三個數(shù)得到，可以先枚舉 a，它在數(shù)組中的位置為 i，然后在位置 [i+1,n) 的范圍內(nèi)利用雙指針法枚舉 b 和 c。具體為令指針 low 指向 i+1，即 b 的起始位置，另指針 high 指向 n-1，即 c 的起始位置；利用 a+b+c 與 target 比較的結(jié)果來更新答案，即若 a+b+c > target，就使low++，若a+b+c < target，就使high–，而當 a+b+c = target 時即可直接返回答案。

作業(yè)題

1 Leetcode27 移除元素
這道題看似很簡單，但在代碼實現(xiàn)時需要注意細節(jié)，且題目中還特別注明需要原地移除待刪元素，即使用O(1)的額外空間。
對于數(shù)組我們沒法像鏈表那樣直接刪除某個結(jié)點，只能用其他值來覆蓋待刪元素的原始值。同時為了讓數(shù)組中剩余元素都集中在數(shù)組前部，即需要對數(shù)組元素進行移動，如果按照這樣的思路，則每找到一個等于 val 的元素，都要將其后所有元素向前移動，即num[i]=num[i+1]，時間復雜度為O(N²)。
優(yōu)化的算法是，利用雙指針，讓 i 指向當前將要處理的元素，j 指向下一個將要賦值的位置。如果 i 指向的元素不等于 val，則是需要保留的元素，就將 i 指向的元素復制到 j 指向的位置，然后將 i 和 j 同時右移；如果 i 指向的元素等于 val，則需要被覆蓋，此時 i 不動，j 右移一位。當 i 遍歷完整個數(shù)組后，j 的值即為結(jié)果數(shù)組的長度。
以上算法實現(xiàn)如下，另，以上算法還可以繼續(xù)優(yōu)化，即利用頭尾雙指針，具體可參考Leetcode官方題解。

int removeElement(int* nums, int numsSize, int val){int j=0;for(int i=0; i<numsSize; i++){if(nums[i]!=val)nums[j++]=nums[i];} // printf("%d\n",j); // for(int i=0; i<j; i++) // printf("%d ",nums[i]);return j; }

2 Leetcode26 刪除有序數(shù)組中的重復項
這道題與上一題極為相似，這里的重復項其實即為上一題中的val，又因為數(shù)組有序，所以重復項必定是連續(xù)的。利用雙指針法，用 i 指向需保留的元素的存儲位置，用 j 當前遍歷元素的位置，當數(shù)組元素大于0時，數(shù)組中至少包含一個元素，因此 nums[0] 必定保留，所以從下標 1 開始刪除重復元素。當 j 遍歷到與保留元素不相等的元素時，即要保留，將其賦給 i，并將 i 和 j 向后移動；當 j 指向元素與 i 所指元素相等時，即為重復項，繼續(xù)向后移動 j。
注意，這里的 i 指向的是結(jié)果數(shù)組中最后一個元素的位置，因此結(jié)果數(shù)組實際長度為 i+1 。
Leetcode官方題解中解法與此相同，但其具體實現(xiàn)時時用 nums[j] 與 nums[j-1] 相比。

int removeDuplicates(int* nums, int numsSize){int i=0;for(int j=1; j<numsSize; j++){if(nums[i]!=nums[j])nums[++i]=nums[j];}return i+1; }

3 Leetcode15 三數(shù)之和
這道題與例題中的第2題也是大同小異，相信那道題看懂了的話，這道題的思路也會很透徹，我就不再贅述。
這里重點說一下用C語言的代碼實現(xiàn)，如果是使用C++，那么豐富的STL可以很方便的操作和存儲三元組，但是C語言則需要用到指針和內(nèi)存管理相關(guān)的知識。
相信很多初學C語言的同學看到提交代碼的函數(shù)頭已是一頭霧水，還好我不久前剛好看過這塊兒相關(guān)的內(nèi)容，還可以理解一部分，但是也有些不懂的地方，這里給大家推薦一下一本C語言學習手冊。

回到這道題，首先需要明確的是，我們的結(jié)果是由若干三元組組成的一個數(shù)組，即一個二維數(shù)組，其中每個元素為含有三個元素的一維數(shù)組。再看這個函數(shù)頭，
int** threeSum，該函數(shù)的返回值為結(jié)果二維數(shù)組的起始位置，即第一個三元組中第一個元素的位置；int* returnSize，表示一共有多少個三元組，需要在起始時賦值0，若不在第一行賦值便會報錯，原因位置，還請知曉的大佬指教；int** returnColumnSizes，表示二維數(shù)組中每個元素（即一維數(shù)組）的大小，可見他也是一個二重指針，具體原因我也不知。

再看內(nèi)存申請：

int** ret = (int**)malloc(sizeof(int*) * numsSize * numsSize); ret[*returnSize] = (int*)malloc(sizeof(int) * 3);

以上兩句分別是為作為結(jié)果的二維數(shù)組 ret 和 ret 中每新增的一個三元組 ret[*returnSize] 申請空間。
在C語言中數(shù)組名等同于起始地址，也就是說，數(shù)組名就是指向第一個成員的指針，所以 ret[] 就等同于* ret； 而 int** ret 就等同于int ret[][]，但是后者聲明方法需要指出二維數(shù)組的大小，且聲明后得到的內(nèi)存空間將無法再進行改變，所以需要使用前者來動態(tài)申請一片空間。

*returnColumnSizes = (int*)malloc(sizeof(int) * numsSize * numsSize); (*returnColumnSizes)[*returnSize] = 3;

至于這兩句，我也著實存在疑問，不懂為什么要這樣申請空間以及賦值，還請朋友們指點。

int cmp(const void* a, const void* b){return (*(int*)a - *(int*)b); } int** threeSum(int* nums, int numsSize, int* returnSize, int** returnColumnSizes){*returnSize = 0;if(numsSize < 3)return NULL;qsort(nums, numsSize, sizeof(int), cmp);int** ret = (int**)malloc(sizeof(int*) * numsSize * numsSize);*returnColumnSizes = (int*)malloc(sizeof(int) * numsSize * numsSize);for(int i=0; nums[i] <= 0 && i<numsSize-2; i++){if(i > 0 && nums[i]==nums[i-1])continue;int low = i+1, high = numsSize-1;while(low < high){int sum = nums[i] + nums[low] + nums[high];if(sum == 0){ret[*returnSize] = (int*)malloc(sizeof(int) * 3);ret[*returnSize][0] = nums[i];ret[*returnSize][1] = nums[low];ret[*returnSize][2] = nums[high];(*returnColumnSizes)[*returnSize] = 3;(*returnSize)++;while(low < high && nums[low] == nums[++low]);while(low < high && nums[high] == nums[--high]);}else if(sum < 0) low++;else high--;}} // printf("%d\n", *returnSize);return ret; }

結(jié)語

第一次寫文章必然存在很多不足，以上內(nèi)容若有錯誤，還請朋友們多多指點；另外由于趕時間，寫的比較匆忙，算法也沒有做圖解，說的可以也不太清楚，而且還有些疑問自己也未解決，還請大家包涵。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Leetcode学习成长记：天池leetcode基础训练营Task01数组的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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