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📅  最后修改于: 2023-12-03 14:51:14.445000             🧑  作者: Mango

在最大的数组中查找三元组

当我们需要在数组中查找三元组时,我们需要考虑几个因素。首先,我们需要找到最大的子数组,然后在这个子数组中查找三元组。这里我们介绍一种使用快速排序及双指针算法来实现的方法。

快速排序

快速排序是一种高效的排序算法,它的时间复杂度为$O(nlogn)$。使用快速排序将数组按照递增或递减的顺序排列后,我们就能够快速找到最大的子数组。

以下是快速排序的实现:

def quickSort(arr, low, high):
    if low < high:
        pi = partition(arr, low, high)
        quickSort(arr, low, pi-1)
        quickSort(arr, pi+1, high)

def partition(arr, low, high):
    pivot = arr[high]
    i = low - 1
    for j in range(low, high):
        if arr[j] <= pivot:
            i += 1
            arr[i], arr[j] = arr[j], arr[i]
    arr[i+1], arr[high] = arr[high], arr[i+1]
    return i+1

我们使用partition函数将数组分为两个部分,其中一个部分的所有元素都小于等于pivot,另一个部分的所有元素都大于pivot。然后,我们递归地对这两个部分进行排序。

双指针查找三元组

在找到最大的子数组之后,我们使用双指针算法在该子数组中查找三元组。双指针算法的时间复杂度为$O(n)$,相较于暴力查找的$O(n^3)$,大大优化了算法效率。

以下是双指针查找三元组的实现:

def findTriplets(arr):
    n = len(arr)
    arr.sort()
    triplets = []
    for i in range(n-2):
        if i > 0 and arr[i] == arr[i-1]: # 避免重复
            continue
        j = i + 1
        k = n - 1
        while j < k:
            s = arr[i] + arr[j] + arr[k]
            if s == 0:
                triplets.append([arr[i], arr[j], arr[k]])
                while j < k and arr[j] == arr[j+1]: # 避免重复
                    j += 1
                while j < k and arr[k] == arr[k-1]: # 避免重复
                    k -= 1
                j += 1
                k -= 1
            elif s < 0:
                j += 1
            else:
                k -= 1
    return triplets

我们将数组排序后,从头到尾遍历数组,使用j和k两个指针分别指向i+1和n-1的位置。当三个元素的和等于0时,我们将三元组加入结果列表中,并移动j和k指针。当三个元素的和小于0时,我们将j指针向右移动,反之我们将k指针向左移动。

总结

在查找最大的子数组和三元组时,我们可以使用快速排序和双指针算法,将时间复杂度降低到$O(nlogn+O(n))$,大大提高算法效率。