版本一)双指针法
class Solution:
def sortedSquares(self, nums: List[int]) -> List[int]:
l, r, i = 0, len(nums)-1, len(nums)-1
res = [float('inf')] * len(nums) # 需要提前定义列表,存放结果
while l <= r:
if nums[l] ** 2 < nums[r] ** 2: # 左右边界进行对比,找出最大值
res[i] = nums[r] ** 2
r -= 1 # 右指针往左移动
else:
res[i] = nums[l] ** 2
l += 1 # 左指针往右移动
i -= 1 # 存放结果的指针需要往前平移一位
return res
代码解释:有序数组的平方(Squares of a Sorted Array)
这段代码用于将一个 非递减排序的整数数组 nums(可能包含负数)中的每个元素平方后,返回一个新的 非递减排序的数组 。 关键点:
- 利用原数组已排序的特性:最大的平方值一定出现在数组的两端(最左或最右)。
- 双指针法:从数组两端向中间遍历,比较平方值,将较大的放入结果数组的末尾。
变量说明
| 变量 | 作用 | 初始值 |
|---|---|---|
l |
左指针(从数组头部开始) | 0 |
r |
右指针(从数组尾部开始) | len(nums) - 1 |
i |
结果数组的填充位置(从末尾开始) | len(nums) - 1 |
res |
存储结果的数组 | [float('inf')] * len(nums) |
算法流程
-
初始化:
- 左指针
l = 0,右指针r = len(nums) - 1。 - 结果数组
res初始化为长度与nums相同的数组,填充float('inf')(表示正无穷,仅占位用)。
- 左指针
-
循环条件 :
while l <= r(左右指针未相遇时继续)。 -
比较平方值:
- 如果
nums[l]² < nums[r]²:- 将
nums[r]²存入res[i]。 - 右指针左移(
r -= 1)。
- 将
- 否则:
- 将
nums[l]²存入res[i]。 - 左指针右移(
l += 1)。
- 将
- 结果数组的填充位置
i左移(i -= 1)。
- 如果
-
返回结果 :
res即为平方后的有序数组。
具体例子
示例 1:nums = [-4, -1, 0, 3, 10]
执行过程:
-
初始状态:
nums = [-4, -1, 0, 3, 10]l = 0,r = 4,i = 4res = [inf, inf, inf, inf, inf]
-
第 1 轮循环:
nums[0]² = 16,nums[4]² = 10016 < 100→res[4] = 100,r = 3,i = 3res = [inf, inf, inf, inf, 100]
-
第 2 轮循环:
nums[0]² = 16,nums[3]² = 916 > 9→res[3] = 16,l = 1,i = 2res = [inf, inf, inf, 16, 100]
-
第 3 轮循环:
nums[1]² = 1,nums[3]² = 91 < 9→res[2] = 9,r = 2,i = 1res = [inf, inf, 9, 16, 100]
-
第 4 轮循环:
nums[1]² = 1,nums[2]² = 01 > 0→res[1] = 1,l = 2,i = 0res = [inf, 1, 9, 16, 100]
-
第 5 轮循环:
nums[2]² = 0,nums[2]² = 00 == 0→res[0] = 0,l = 3,i = -1res = [0, 1, 9, 16, 100]
-
循环结束 (
l > r):- 最终
res = [0, 1, 9, 16, 100]。
- 最终
结果:
- 平方后的有序数组:
[0, 1, 9, 16, 100]。
示例 2:nums = [-7, -3, 2, 3, 11]
执行过程:
-
初始状态:
nums = [-7, -3, 2, 3, 11]l = 0,r = 4,i = 4res = [inf, inf, inf, inf, inf]
-
循环过程:
fast=0:nums[0]²=49,nums[4]²=121→res[4]=121,r=3,i=3fast=1:nums[0]²=49,nums[3]²=9→res[3]=49,l=1,i=2fast=2:nums[1]²=9,nums[3]²=9→res[2]=9,r=2,i=1fast=3:nums[1]²=9,nums[2]²=4→res[1]=9,l=2,i=0fast=4:nums[2]²=4,nums[2]²=4→res[0]=4,l=3,i=-1
-
结果:
res = [4, 9, 9, 49, 121]。
为什么用 float('inf') 初始化 res?
- 仅占位作用:表示未填充的位置,实际会被覆盖。
- 可替换为其他值 :例如
0或None,不影响逻辑。