算法面试真题详解:数组划分

描述
给出一个整数数组 nums 和一个整数 k。划分数组(即移动数组 nums 中的元素),使得:

  • 所有小于k的元素移到左边
  • 所有大于等于k的元素移到右边
    返回数组划分的位置,即数组中第一个位置 i,满足 nums[i] 大于等于 k。

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样例1

输入:
[],9
输出:
0

样例2

输入:
[3,2,2,1],2
输出:1

解释:
真实的数组为[1,2,2,3].所以返回 1

算法:快速选择算法

算法思路

  • 通过头尾指针跳过小于k的前缀和大于等于k的后缀,可以找到与第一个大于等于k的值和最后一个小于k的值。进行交换后可达到划分数组的目的,直到找到两个指针相遇为止。
  • 伪代码如下:
  • 令left = 0,right = length-1。
  • 当nums[left] < k时,left指针向右移动。
  • 当nums[right] >= k时,right指针向左移动。
  • 如果left <= right,交换两个值。
  • 如果left > right,返回left作为最终结果,否则返回第二步。
    复杂度分析
  • 设数组长度为n
  • 时间复杂度O(n)
  • 最多扫描一遍数组,时间复杂度为O(n)
  • 空间复杂度O(1)
  • 只需要选择用的游标变量的额外空间,所以空间复杂度为O(1)

    public class Solution {
    /**
     * @param nums: The integer array you should partition
     * @param k: An integer
     * @return: The index after partition
     */
    public int partitionArray(int[] nums, int k) {
        if (nums == null) {
            return 0;
        }
        int left = 0, right = nums.length - 1;
        while (left <= right) {
            while (left <= right && nums[left] < k) {
                left++;
            }
            while (left <= right && nums[right] >= k) {
                right--;
            }
    
            if (left <= right) {
                int temp = nums[left];
                nums[left] = nums[right];
                nums[right] = temp;
    
                left++;
                right--;
            }
        }
        return left;
    }
    }

    更多题解参考:九章官网solution

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