返回

双指针简洁解题法轻松拿下leetcode 581

后端

双指针法:巧解最短无序子数组问题

在解决算法问题时,算法的效率至关重要。双指针法是一种巧妙的算法,它利用两个指针同时遍历数据结构,大大提高了算法的效率。本文将深入探讨双指针法,并以 leetcode 581 问题为例,展示其如何巧妙地解决最短无序子数组问题。

双指针法概览

双指针法是一种算法策略,它利用两个指针同时遍历数据结构。这两个指针可以从两端或从中间开始向相反方向移动。通过这种方式,双指针法可以高效地处理各种问题,例如查找子数组、比较序列和检测回文。

解决 leetcode 581 问题

leetcode 581 问题要求我们找到给定数组中最短的无序连续子数组。我们使用双指针法可以高效地解决这个问题。

首先,我们将两个指针分别指向数组的开头和结尾。然后,我们向内移动这两个指针,直到找到第一个无序元素。一旦找到无序元素,我们将继续移动指针,直到找到最后一个无序元素。最后,我们将计算出无序子数组的长度并将其作为结果返回。

Python 代码实现

def find_shortest_unsorted_continuous_subarray(nums):
    """
    Finds the shortest unsorted continuous subarray in a given array.

    Parameters:
    nums: The input array.

    Returns:
    The length of the shortest unsorted continuous subarray.
    """

    # Initialize the left and right pointers.
    left = 0
    right = len(nums) - 1

    # Find the first unsorted element from the left.
    while left < right and nums[left] <= nums[left + 1]:
        left += 1

    # Find the last unsorted element from the right.
    while right > left and nums[right] >= nums[right - 1]:
        right -= 1

    # If the array is already sorted, return 0.
    if left == right:
        return 0

    # Find the minimum and maximum values in the unsorted subarray.
    min_value = min(nums[left:right + 1])
    max_value = max(nums[left:right + 1])

    # Find the first element on the left that is greater than or equal to the minimum value.
    while left > 0 and nums[left - 1] > min_value:
        left -= 1

    # Find the last element on the right that is less than or equal to the maximum value.
    while right < len(nums) - 1 and nums[right + 1] < max_value:
        right += 1

    # Return the length of the unsorted subarray.
    return right - left + 1


# Test the function.
nums = [2, 6, 4, 8, 10, 9, 15]
result = find_shortest_unsorted_continuous_subarray(nums)
print(result)  # Output: 5

复杂度分析

  • 时间复杂度: O(n),其中 n 是数组的长度。双指针法遍历数组两次,每次时间复杂度为 O(n)。
  • 空间复杂度: O(1),因为我们没有使用任何额外的空间。

总结

双指针法是一种强大的算法策略,可以大大提高算法的效率。通过巧妙地利用两个指针,我们可以有效地解决各种问题,包括最短无序子数组问题。

常见问题解答

  1. 双指针法只适用于数组吗?
    不,双指针法可以应用于任何数据结构,只要该数据结构支持双向遍历。

  2. 什么时候应该使用双指针法?
    当需要同时遍历数据结构的两个部分并比较元素时,双指针法是一个很好的选择。

  3. 双指针法与滑动窗口法有什么区别?
    双指针法更关注比较数据结构的两个特定部分,而滑动窗口法更关注连续元素的子集。

  4. 如何提高双指针法的效率?
    可以通过选择合适的数据结构和优化指针移动策略来提高双指针法的效率。

  5. 双指针法有哪些局限性?
    双指针法可能不适用于需要访问数据结构中任意元素的问题。