查找一维数组的不同元素数量的最快和最有效的方法

Question

所以我对编程和 C 语言非常陌生，我想找到最简单、最快和最有效的方法来计算一维数组的所有不同元素。这实际上是为了学校作业，但我已经被这个问题困扰了好几天，因为我的程序对于在线法官来说显然太慢了，而且它得到了 TLE。我使用过常规数组和使用 malloc 动态分配的数组，但都不起作用。

无论如何，这是它的最新代码（使用 malloc）：

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

int distinct(int *arr, int N){
    
    int j, k, count = 1;
    
    for(j = 1; j < N; j++){
        for(k = 0; k < j; k++){
            if(arr[j] == arr[k]){
                break;
            }
        }
        if(j == k){
            count++;
        }
    }
    
    return count;
}

int main(){
    
    int T, N, i = 0;
    
    scanf("%d", &T);
    
    do{
        scanf("%d", &N);
        int *arr;
        arr = (int*)malloc(N * sizeof(int));
        for(int j = 0; j < N; j++){
            scanf("%d", &arr[j]);
        }
        int count = distinct(arr, N);
        printf("Case #%d: %d\n", i + 1, count);
        i++;
    }while(i < T);
    
    return 0;
}

Answer 1

最有效的方法取决于太多未知因素。一种方法是对数组进行排序，然后计算其中的不同元素，同时跳过重复的元素。如果你已经对数组进行了排序并得到了这个：

1 1 1 1 2 2 2 2 3 3
^       ^       ^
+-skip--+-skip--+-- end

...您可以很容易地看到其中有 3 个不同的值。

如果您手边没有喜欢的排序算法，可以使用内置的qsort 函数：

void qsort(void *base, size_t nmemb, size_t size,
           int (*compar)(const void *, const void *));

例子：

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

int compar(const void *l, const void *r) {
    const int* lhs = l;
    const int* rhs = r;
    if(*lhs < *rhs) return -1; // left side is less than right side: -1
    if(*lhs > *rhs) return 1;  // left side is greater than right side: 1
    return 0;                  // they are equal: 0
}

int distinct(int arr[], int N){
    // sort the numbers
    qsort(arr, N, sizeof *arr, compar);

    int count = 0;
    for(int i=0; i < N; ++count) {
        int curr = arr[i];
        // skip all numbers equal to curr as shown in the graph above:
        for(++i; i < N; ++i) {
            if(arr[i] != curr) break;
        }
    }
    return count;
}

int main() {
    int T, N, i = 0;
    
    if(scanf("%d", &T) != 1) return 1; // check for errors
    
    while(T-- > 0) { 
        if(scanf("%d", &N) != 1) return 1;

        int *arr = malloc(N * sizeof *arr);
        if(arr == NULL) return 1; // check for errors

        for(int j = 0; j < N; j++){
            if(scanf("%d", &arr[j]) != 1) return 1;
        }

        int count = distinct(arr, N);

        free(arr); // free after use

        printf("Case #%d: %d\n", ++i, count);
    }
}