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在上一遍我们已经解读过这道题目了,包括我们能想到的问题。这里我们按照解决算法题的一般步骤再来一起分析一下这道题:
那现在我们澄清一下问题,我们需要从这样的数组中{ 4, 5,2,3,1}中找出最大的两个数字返回{4,5},当数组为空的时候我们也返回空的数组。
我们不想先对他进行排序,原因有两个,数组是引用类型,排序会改变原来的数据结果,我相信你调用别人SDK的时候,肯定也不想自己的数据莫名其妙的被改变了对吧,即使我们能保证不改变原来的次序,我们也会引入额外的存储空间,另外,题目当中没有要求将所有的数字排序返回,排序似乎有些浪费。而且,一般的排序最好能做到n log(n), 而这道题其实只需要o(n)就能解决。
解释我们的算法,我们申明两个临时变量, max, secondmax,然后开始扫描数组。若数组中当前的数字比max还大,我们就替换到max,当然替换之前,先将max赋值到secondmax里去,若数组中当前的数字比max小,我们再比较是否比secondmax大,倘若大,我们将直接将其赋值到secondmax上去,其他情况我们就不用处理啦。
public static int[] FindMaxTwo(int[] array) { // 如果输入的数组是空,或者数组的长度只有一个,我们也就没有必要处理了,直接返回 if (array == null || array.Length == 1) return array; // 定义两个临时变量,想一想我们为什么要赋值为int.minvalue int max = int.MinValue; int secondMax = int.MinValue; // 开始扫描数组 for (int index = 0; index < array.Length; index++) { // 如果当前的数字比max还大,我们将改变secondmax的值,然后该表max if (array[index] >= max) { secondMax = max; max = array[index]; } // 如果当前数字没有比max大,但是比secondmax大,我们直接改变secondmax的值 else if (array[index] >= secondMax) { secondMax = array[index]; } } // 好了,我们将得到的这两个值放到数组里,准备返回吧 int[] result = new int[2]; result[0] = secondMax; result[1] = max; return result; }
特殊情况,如数组中如果存在相同的数字而且都是最大的数,我们返回什么呢?如{5,3,4,1,5},返回{4,5}还是{5,5}呢,不一样的要求会对处理的细节有所差别。如果数组中全是负数我们的代码还能返回期待的结果吗?
尝试一下: 大家可以把intmax= int.MinValue; int secondMax = int.MinValue;改成intmax;int secondmax;再试试 {-5,-2,-4,-3,-1}试试看,这里会出现一个bug。其根本原因在于,int 的默认值是0。
再尝试一下:我们先定义了两个临时变量,之后又申明了一个数组,是不是有点浪费。不简洁有没有?好的,我们给它优化一下:public static int[] FindMaxTwoImproved2(int[] array) { if (array == null || array.Length == 1) return array; // Here is a bug when the max value is negative since the initial value in the int array is 0 int[] result = new int[2]; // This is to fix the bug above for (var index = 0; index < result.Length; index++) { result[index] = int.MinValue; } Console.WriteLine(result[1]); for (int index = 0; index < array.Length; index++) { if (array[index] >= result[0]) { result[0] = result[1]; result[1] = array[index]; } else if (array[index] >= result[1]) { result[0] = array[index]; } } return result; }
回到上一篇的问题中来,我们曾今问过K是否会变,能不能做到以不变应万变,动态一些,你让我们返回几个我们就返回几个呢?当然可以,这次我们申明一个长度为K的数组,直接来看代码:
// Let's extend the array to get K fliexable public static int[] FindMaxTwoImproved3(int[] array, int k) { if (k < 0) throw new ArgumentException("The K should not be negative."); if(array != null && array.Length < k) throw new ArgumentException("The K should less than the length of target array."); if (array == null || array.Length == 1) return array; // Here is a bug when the max value is negative since the initial value in the int array is 0 int[] result = new int[k]; // This is to fix the bug above for (var index = 0; index < result.Length; index++) { result[index] = int.MinValue; } for (int index = 0; index < array.Length; index++) { if (array[index] >= result[k - 1]) { // 这个for循环是文中提到的高亮部分 for (int fallback = 0; fallback < k - 1; fallback++) { result[fallback] = result[fallback + 1]; } result[k - 1] = array[index]; } else { for (int fallback = k - 1; fallback >= 0; fallback--) { if (array[index] >= result[fallback]) { // 这个for循环是文中提到的高亮部分 for (int fallback2 = 0; fallback2 < fallback; fallback2++) { result[fallback2] = result[fallback2 + 1]; } result[fallback] = array[index]; } } } } return result; }
在这段代码中,大家有没有发现有代码重复的嫌疑?我把他们高亮起来了。我们再定义一个公共方法,
////// 改方法会负责将当前数组array从前往后的K-1个数字依次赋值成后面的数组, /// 而最后一个值我们将替换成target /// /// /// /// public static void Fallback(int[] array, int target, int k) { if (k > 0) { for (int fallback2 = 0; fallback2 < k - 1; fallback2++) { array[fallback2] = array[fallback2 + 1]; } array[k - 1] = target; } }
将高亮部分也替换一下,看最后的代码:
// Let's remove the duplication code public static int[] FindMaxTwoImproved4(int[] array, int k) { if (k < 0) throw new ArgumentException("The K should not be negative."); if (array == null || array.Length == 1) return array; // Here is a bug when the max value is negative since the initial value in the int array is 0 int[] result = new int[k]; // This is to fix the bug above for (var index = 0; index < result.Length; index++) { result[index] = int.MinValue; } for (int index = 0; index < array.Length; index++) { if (array[index] >= result[k - 1]) { Fallback(result, array[index], k); result[k - 1] = array[index]; } else { for (int fallback = k - 1; fallback >= 0; fallback--) { if (array[index] >= result[fallback]) { Fallback(result, array[index], fallback); result[fallback] = array[index]; } } } } return result; }
大家发现了吗?这是不是我们见过的一种排序算法。没错,当K = N 时,这就是开辟了新存储空间的插入排序了。有没有?
接下来我们就可以定义各种不同的输入去测试我们的算法啦,这里是一个例子。供大家参考:static void Main(string[] args) { int[] array = new int[5] { -5, -3, -4, -5, 10 }; var result = FindMaxTwo(array); PrintArray(result); result = FindMaxTwoImproved4(array, 2); PrintArray(result); } public static void PrintArray(int[] array) { if (array == null) { Console.WriteLine("The array is null or empty"); } else { foreach (var i in array) { Console.Write(i + " "); } Console.WriteLine(); } }
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大家有什么更好的解法,也欢迎讨论哈。
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