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文檔簡介
力扣912題(排序數組)新手教程題目要求:力扣912題要求對給定數組進行排序,并返回排序后的結果。題目沒有限制使用哪種排序算法,因此可以選擇任意一種高效的方法(如快速排序、歸并排序等)。關鍵點在于理解排序算法的核心邏輯,尤其是分治思想和合并過程。-難點解析:分治思想:將大問題分解為小問題,遞歸解決后再合并。例如,將數組分為左右兩部分,分別排序后再合并。合并過程:如何確保合并后的數組有序?需要比較左右子數組的元素,依次取較小值放入臨時數組。邊界條件:遞歸終止條件(當子數組長度為1時停止遞歸)和合并時的邊界處理(如左右子數組的索引是否越界)。想象一下:想象你有一堆雜亂的書需要整理。你可以先將書分成兩堆(左堆和右堆),分別整理兩堆書,然后再將兩堆有序的書合并成一摞。具體步驟如下:分堆:不斷將書對半分,直到每堆只有一本書(自然有序)。整理小堆:因為單本書已經有序,無需處理。合并堆:從兩堆最頂上各拿一本書,比較封面序號,將序號較小的書放在新摞的頂部,重復此過程直到兩堆書全部合并完畢。這個場景對應算法中的“歸并排序”,核心是“分治+合并”。解題步驟步驟1:分治排序-使用遞歸將原數組不斷二分,直到每個子數組長度為1(即無法再分)。-遞歸終止條件:當左邊界`l`等于右邊界`r`時,子數組僅有一個元素,無需排序。步驟2:合并子數組-假設左右子數組`nums[l...mid]`和`nums[mid+1...r]`已有序。-創建臨時數組`tmp`,用于存儲合并后的結果。-使用雙指針`lnow`(左子數組指針)和`rnow`(右子數組指針),從`l`到`r`依次比較兩子數組元素:-若左子數組元素較小,將`nums[lnow]`放入`tmp`,移動`lnow`指針。-若右子數組元素較小,將`nums[rnow]`放入`tmp`,移動`rnow`指針。-若兩元素相等,可任意選擇,此處優先取左子數組元素。-當某子數組遍歷完后,將剩余元素直接復制到`tmp`末尾。-最后將`tmp`中的結果復制回原數組`nums`的`l`到`r`區間。注意事項遞歸深度:歸并排序遞歸調用層數為`logn`,需注意棧空間消耗。臨時空間:合并時需額外`O(n)`的臨時數組,確保不超出內存限制。邊界處理:合并時判斷`lnow`和`rnow`是否越界,避免數組訪問錯誤。代碼+注釋classSolution{public://臨時數組用于存儲合并結果inttmp[50000];//遞歸排序函數,參數為待排序數組的區間[l,r]voidmysort(vector<int>&nums,intl,intr){if(l==r){//遞歸終止條件:子數組長度為1return;}intmid=(l+r)/2;//中間索引//遞歸排序左右子數組mysort(nums,l,mid);mysort(nums,mid+1,r);intindex=l;//臨時數組當前索引intlnow=l,rnow=mid+1;//左右子數組的起始指針//合并過程while(lnow<=mid||rnow<=r){if(rnow>r){//右子數組遍歷完畢tmp[index]=nums[lnow];lnow++;index++;}elseif(lnow>mid){//左子數組遍歷完畢tmp[index]=nums[rnow];rnow++;index++;}else{//兩子數組均未遍歷完tmp[index]=min(nums[lnow],nums[rnow]);//取較小值if(nums[lnow]<nums[rnow]){//若左元素小,移動左指針lnow++;}else{//右元素小(或相等),移動右指針rnow++;}index++;}}//將合并結果復制回原數組for(inti=l;i<=r;i++){nums[i]=tmp[i];}}vector<int>sortArray(vector<int>&nums){//調用遞歸排序函數,區間為整個數組[0,nums.size()-1]mysort(nums,0,nums.size()-1);returnnums;//排序后的結果已存儲在nums中,直接返回}};分析算法思路:采用經典的歸并排序,利用分治思想將問題分解為子問題,再通過合并子結果得到最終答案。時間復雜度:O(nlogn)。每次遞歸將數組分為兩半,遞歸深度為logn,每層合并需要O(n)時間??臻g復雜度:O(n)。臨時數組`tmp`需要
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