LeetCode 349题解：两个数组的交集

题目描述

给定两个数组，编写一个函数来计算它们的交集。输出结果中的每个元素必须是唯一的，且不考虑顺序。

解题思路

我们可以使用哈希表来记录第一个数组中出现的元素，然后遍历第二个数组，检查元素是否在哈希表中。如果在，则将其加入结果数组，并从哈希表中移除，以确保结果中的元素唯一。

代码实现

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int* intersection(int* nums1, int nums1Size, int* nums2, int nums2Size, int* returnSize) {
    // 创建一个大小为1001的数组，用于记录nums1中元素的出现次数
    int nums1Cnt[1001] = {0};
    
    // 确定结果数组的大小，取两个数组中较小的一个
    int lessSize = nums1Size < nums2Size ? nums1Size : nums2Size;
    
    // 动态分配结果数组的内存，初始化为0
    int * result = (int *) calloc(lessSize, sizeof(int));
    
    // 结果数组的索引
    int resultIndex = 0;

    // 遍历nums1数组，记录每个元素的出现次数
    for(int i = 0; i < nums1Size; i ++) {
        nums1Cnt[nums1[i]]++;
    }

    // 遍历nums2数组，检查元素是否在nums1Cnt中出现过
    for(int i = 0; i < nums2Size; i ++) {
        if(nums1Cnt[nums2[i]] > 0) {
            // 如果出现过，则将其加入结果数组
            result[resultIndex++] = nums2[i];
            // 并将该元素在nums1Cnt中的计数置为0，避免重复加入
            nums1Cnt[nums2[i]] = 0;
        }
    }
    
    // 设置返回结果数组的大小
    *returnSize = resultIndex;
    
    // 返回结果数组
    return result;
}

// 测试主函数
int main() {
    int nums1[] = {1, 2, 2, 1};
    int nums2[] = {2, 2};
    int nums1Size = sizeof(nums1) / sizeof(nums1[0]);
    int nums2Size = sizeof(nums2) / sizeof(nums2[0]);
    int returnSize;
    
    int* result = intersection(nums1, nums1Size, nums2, nums2Size, &returnSize);
    
    printf("Intersection: ");
    for(int i = 0; i < returnSize; i++) {
        printf("%d ", result[i]);
    }
    printf("\n");
    
    // 释放动态分配的内存
    free(result);
    
    return 0;
}

代码解释

1. int nums1Cnt[1001] = {0};
   创建一个大小为1001的数组nums1Cnt，用于记录nums1中每个元素的出现次数。数组的索引表示元素的值，数组的值表示该元素在nums1中出现的次数。

2. int lessSize = nums1Size < nums2Size ? nums1Size : nums2Size;
   确定结果数组的大小，取两个数组中较小的一个。这是因为结果数组的大小不会超过两个数组中较小的一个。

3. int * result = (int *) calloc(lessSize, sizeof(int));
   动态分配结果数组的内存，并使用calloc将其初始化为0。

4. int resultIndex = 0;
   初始化结果数组的索引为0。

5. for(int i = 0; i < nums1Size; i ++) { nums1Cnt[nums1[i]]++; }
   遍历nums1数组，记录每个元素的出现次数。例如，如果nums1[i] = 2，则nums1Cnt[2]++。

6. for(int i = 0; i < nums2Size; i ++) { if(nums1Cnt[nums2[i]] > 0) { ... } }
   遍历nums2数组，检查元素是否在nums1Cnt中出现过。如果出现过，则将其加入结果数组，并将该元素在nums1Cnt中的计数置为0，以避免重复加入。

7. *returnSize = resultIndex;
   设置返回结果数组的大小。

8. return result;
   返回结果数组。

测试主函数

在main函数中，我们定义了两个数组nums1和nums2，并调用intersection函数计算它们的交集。最后，打印结果数组并释放动态分配的内存。

复杂度分析

• 时间复杂度：$O(n+m)$，其中$n$和$m$分别是nums1和nums2的长度。我们需要遍历两个数组各一次。
• 空间复杂度：$O(1)$，因为我们使用了一个固定大小的数组nums1Cnt来记录元素的出现次数。