力扣上刷题之C语言实现-Day2

一. 简介

本文记录一下,力扣C语言逻辑题。主要涉及 数组方面的知识。

二. 涉及数组的 C语言逻辑题

1. 两数之和

给你一个下标从 1 开始的整数数组 numbers ,该数组已按非递减顺序排列 ,请你从数组中找出满足相加之和等于目标数 target 的两个数。如果设这两个数分别是 numbers[index1]numbers[index2] ,则 1 <= index1 < index2 <= numbers.length

以长度为 2 的整数数组 [index1, index2] 的形式返回这两个整数的下标 index1index2

你可以假设每个输入 只对应唯一的答案 ,而且你 不可以 重复使用相同的元素。

你所设计的解决方案必须只使用常量级的额外空间。

示例 1:

复制代码
输入:numbers = [*2*,*7*,11,15], target = 9
输出:[1,2]
解释:2 与 7 之和等于目标数 9 。因此 index1 = 1, index2 = 2 。返回 [1, 2] 。

代码实现如下:

复制代码
int twoSum(int* numbers, int numbersSize, int target, int* ret_buf) {
    int left = 0, right = numbersSize -1;

    while(left < right) {
        if((numbers[left] + numbers[right]) > target) {
            right--;
        }
        else if((numbers[left] +numbers[right]) == target) {
            ret_buf[0] = left;
            ret_buf[1] = right;
            return 0;
        }
        else if((numbers[left] + numbers[right] < target)) {
            left++;
        }
    }

    return -1;    
}

实现思路:

首先,数组元素是已经递增排序好的元素。

可以从数组元素的首部 left 与尾部 right 的两个元素求和,与目标值 target进行比较。

如果 之和(首部 left 与尾部 right 的两个元素求和)大于 target值,则 尾值递减到倒数第二个元素。

如果,之和小于 targe值,则首部 left递增到第二个元素。

如果之和等于 target值,则返回两个元素的索引值。

2. 三数之和

给你一个整数数组 nums ,判断是否存在三元组 [nums[i], nums[j], nums[k]] 满足 i != ji != kj != k ,同时还满足 nums[i] + nums[j] + nums[k] == 0 。请你返回所有和为 0 且不重复的三元组。

**注意:**答案中不可以包含重复的三元组。

示例 1:

复制代码
输入:nums = [-1,0,1,2,-1,-4]
输出:[[-1,-1,2],[-1,0,1]]
解释:
nums[0] + nums[1] + nums[2] = (-1) + 0 + 1 = 0 。
nums[1] + nums[2] + nums[4] = 0 + 1 + (-1) = 0 。
nums[0] + nums[3] + nums[4] = (-1) + 2 + (-1) = 0 。
不同的三元组是 [-1,0,1] 和 [-1,-1,2] 。
注意,输出的顺序和三元组的顺序并不重要。

代码实现思路:

从一个数组中找三个元素之和等于 target目标值,与 "从一个数组中找两个元素之和等于 target目标值" 的实现思路是一样的。

从数组中找三个元素之和满足条件:nums[i] + nums[j] + nums[k] == 0

(1)固定一个数组元素 nums[i], 从数组中找两个元素之和等于 -nums[i] ,即满足如下条件:

nums[j] + nums[k] = -nums[i]。

(2)其次,上面的方法再循环遍历一遍其他数组元素。

(3)要求不能包含重复的三元组,所以,需要过滤掉重复的数。

代码实现方式一,代码实现如下:

cpp 复制代码
int** threeSum(int* nums, int numsSize, int* returnSize, int** returnColumnSizes) {
    int temp = 0;
    int i  = 0, j = 0;
    int k =0, m = 0;
    int sum = 0;
    int ** result = (int **)malloc((numsSize*numsSize * sizeof(int*)));
    *returnColumnSizes = (int *)malloc(numsSize*numsSize * sizeof(int));

    //从小到大排序
    for(i = 0; i < (numsSize-1); i++) {
        for(j = i+1; j < numsSize; j++) {
            if(nums[i] > nums[j])
            {
                temp = nums[i];
                nums[i] = nums[j];
                nums[j] = temp;
            }
        }
    }

    //查找满足条件的三元组
    for(i = 0; i < numsSize-2; i++)
    {
        //跳过重复的数字(nums[i])
        if((i > 0) && (nums[i] == nums[i-1])) {
            continue;
        }
        //优化一
        if((nums[i] + nums[i+1] + nums[i+2]) > 0)
            break;
        //优化二
        if((nums[i] + nums[numsSize-2] + nums[numsSize-1]) < 0)
            continue;

        j = i+1;
        k = numsSize-1;
        while(j < k)
        {
            sum = nums[i] + nums[j] + nums[k];
            if(sum < 0) {
                j++;
            }
            else if(sum > 0) {
                k--;
            }
            else if(sum == 0) { //找到满足条件的三元组
                int* triads = (int*)malloc(3*sizeof(int));
                triads[0] = nums[i];
                triads[1] = nums[j];
                triads[2] = nums[k]; 
                result[m] = triads;
                (*returnColumnSizes)[m++] = 3;

                //跳过重复的数字(nums[j])
                for(j++; (j < k)&& (nums[j] == nums[j-1]); j++);
                //跳过重复的数字(nums[k])
                for(k--; (j < k) && (nums[k] == nums[k+1]); k--);      
            }
        }   
    }

    *returnSize = m;
    return result;
}

代码实现方式二,代码实现如下:

cpp 复制代码
int compare(const void *a, const void *b) {
    return (*(int*)a - *(int*)b);
}

int** threeSum(int* nums, int numsSize, int* returnSize, int** returnColumnSizes) {
    int temp = 0;
    int i  = 0, j = 0;
    int k =0, m = 0;
    int sum = 0;
    int ** result = (int **)malloc((numsSize*numsSize * sizeof(int*)));
    *returnColumnSizes = (int *)malloc(numsSize*numsSize * sizeof(int));

    //sort from smallest to largest
    qsort(nums, numsSize, sizeof(int), compare);
    //查找满足条件的三元组
    for(i = 0; i < numsSize-2; i++)
    {
        //跳过重复的数字(nums[i])
        if((i > 0) && (nums[i] == nums[i-1])) {
            continue;
        }
        //优化一
        if((nums[i] + nums[i+1] +nums[2]) > 0)
            break;
        //优化二
        if((nums[i] + nums[numsSize-2] + nums[numsSize-1]) < 0)
            continue;

        j = i+1;
        k = numsSize-1;
        while(j < k)
        {
            sum = nums[i] + nums[j] + nums[k];
            if(sum < 0) {
                j++;
            }
            else if(sum > 0) {
                k--;
            }
            else if(sum == 0) { //找到满足条件的三元组
                int* triads = (int*)malloc(3*sizeof(int));
                triads[0] = nums[i];
                triads[1] = nums[j];
                triads[2] = nums[k]; 
                result[m] = triads;
                (*returnColumnSizes)[m++] = 3;

                //跳过重复的数字(nums[j])
                for(j++; (j < k)&& (nums[j] == nums[j-1]); j++);
                //跳过重复的数字(nums[k])
                for(k--; (j < k) && (nums[k] == nums[k+1]); k--);      
            }
        }
    }

    *returnSize = m;
    return result;
}

另外一种接口封装方式,代码实现如下:

cpp 复制代码
int threeSum(int* nums, int numsSize, int* returnSize, int* ret_buf) {
    int temp = 0;
    int i  = 0, j = 0;
    int k = 0, m = 0;
    int sum = 0;
    int ret = -1;

    //从小到大排序
    for(i = 0; i < (numsSize-1); i++) {
        for(j = i+1; j < numsSize; j++) {
            if(nums[i] > nums[j])
            {
                temp = nums[i];
                nums[i] = nums[j];
                nums[j] = temp;
            }
        }
    }

    //查找满足条件的三元组
    for(i = 0; i < numsSize-2; i++)
    {
        //跳过重复的数字(nums[i])
        if((i > 0) && (nums[i] == nums[i-1])) {
            continue;
        }
        //优化一
        if((nums[i] + nums[i+1] + nums[i+2]) > 0)
            break;
        //优化二
        if((nums[i] + nums[numsSize-2] + nums[numsSize-1]) < 0)
            continue;

        j = i+1;
        k = numsSize-1;
        while(j < k)
        {
            sum = nums[i] + nums[j] + nums[k];
            if(sum < 0) {
                j++;
            }
            else if(sum > 0) {
                k--;
            }
            else if(sum == 0) { //找到满足条件的三元组
                ret_buf[m++] = nums[i];
                ret_buf[m++] = nums[j];
                ret_buf[m++] = nums[k]; 
                ret = 0;
                
                //跳过重复的数字(nums[j])
                for(j++; (j < k)&& (nums[j] == nums[j-1]); j++);
                //跳过重复的数字(nums[k])
                for(k--; (j < k) && (nums[k] == nums[k+1]); k--);      
            }
        }   
    }

    *returnSize = m;
    return ret;
}
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