剑指Offer-1
作了又忘，忘了又作，怎么刷都是学不会啊啊啊java
1
从每行每列都是递增的二维数组中找是否存在某数node
public class Solution {
public boolean Find(int target, int[][] array) {
int rows = array.length;
int cols = array[0].length;
int i = rows - 1;
int j = 0;
// 从左下角，或右上角扫描
while(i >= 0 && j < cols){
if(target < array[i][j]){
i--;
}else if(target > array[i][j]){
j++;
}else{
return true;
}
}
return false;
}
}
2
字符串替换算法
// 内部函数
public class Solution {
public String replaceSpace(StringBuffer str) {
return str.toString().replaceAll(" ", "%20");
}
}
// 效率也没差
public class Solution {
public String replaceSpace(StringBuffer str) {
StringBuffer sb = new StringBuffer(str.length()); // 避免屡次扩容 System.arraycopy
for(int i = 0; i < str.length(); i++){
if(str.charAt(i) == ' '){
sb.append("%20");
}else{
sb.append(str.charAt(i));
}
}
return sb.toString();
}
}
// 考察优化
// 从前向后计算空格数
// 从后向前替换，这样移动的次数相对少了
public class Solution {
public String replaceSpace(StringBuffer str) {
int spaceNum = 0; // 算出空格总数
for(int i = 0; i < str.length(); i++){
if(str.charAt(i) == ' '){
spaceNum++;
}
}
if(spaceNum == 0) return str.toString(); // 没有空格直接返回
int oldLength = str.length();
int newLength = str.length() + spaceNum * 2; // 设置新长度
str.setLength(newLength);
newLength--; // Java中没有 "\0"结尾字符，因此实际大小减一
for(int i = oldLength-1; i >= 0; i--){
if(str.charAt(i) == ' '){
str.setCharAt(newLength--, '0');
str.setCharAt(newLength--, '2');
str.setCharAt(newLength--, '%');
}else{
str.setCharAt(newLength--, str.charAt(i));
}
}
return str.toString();
}
}
3
从尾到头遍历链表数组
// 递归
public class Solution {
ArrayList list = new ArrayList();
public ArrayList<Integer> printListFromTailToHead(ListNode listNode) {
if(listNode != null){
printListFromTailToHead(listNode.next);
list.add(listNode.val);
}
return list;
}
}
// 非递归
// 模拟栈，ArrayList(index,val)也能够模拟栈，remove(index)，LinkedList？？
// ArrayList的头插法
public class Solution {
public ArrayList<Integer> printListFromTailToHead(ListNode listNode) {
ArrayList list = new ArrayList();
while(listNode != null){
list.add(0,listNode.val);
listNode = listNode.next;
}
return list;
}
}
4
重建二叉树（前序，中序）数据结构
// 通常树都是递归操做，用索引
public class Solution {
public TreeNode reConstructBinaryTree(int [] pre,int [] in) {
return reConBTree(pre,0,pre.length-1,in,0,in.length-1); // 传入实际长度
}
public TreeNode reConBTree(int[] pre,int pleft,int pright,int[] in,int inleft,int inright){
if(pleft > pright || inleft > inright) return null; // 递归出口
TreeNode root = new TreeNode(pre[pleft]); // 父节点能够肯定的
for(int i = inleft; i <= inright; i++){ // 遍历寻找根节点
if(pre[pleft] == in[i]){ // in的要排除根节点+-一、
root.left = reConBTree(pre,pleft+1,pleft+(i-inleft),in,inleft,i-1);
root.right = reConBTree(pre,pleft+1+(i-inleft),pright,in,i+1,inright);
break;
}
}
return root; // 返回父节点
}
}
// Arrays.copyOfRange(arr,from,to)，注意包括上标，不包括下标
// Arrays.copyOf(arr,newLength)，新长度大于就长度就填充默认值
import java.util.*;
public class Solution {
public TreeNode reConstructBinaryTree(int [] pre,int [] in) {
if(pre.length == 0 || in.length == 0) return null; // 条件判断
TreeNode root = new TreeNode(pre[0]); // 建立根节点
for(int i = 0; i < in.length; i++){
if(pre[0] == in[i]){
root.left = reConstructBinaryTree
(Arrays.copyOfRange(pre, 1, i+1),
Arrays.copyOfRange(in, 0, i));
root.right = reConstructBinaryTree
(Arrays.copyOfRange(pre, i+1, pre.length),
Arrays.copyOfRange(in, i+1,in.length));
}
}
return root;
}
}
5
两个栈模拟队列，先清空栈2才进入元素，先清空栈1才弹出元素app
import java.util.Stack;
public class Solution {
Stack<Integer> stack1 = new Stack<Integer>();
Stack<Integer> stack2 = new Stack<Integer>();
public void push(int node) {
while(!stack2.isEmpty()){
stack1.push(stack2.pop());
}
stack1.push(node);
}
public int pop() {
while(!stack1.isEmpty()){
stack2.push(stack1.pop());
}
return stack2.pop();
}
}
6
旋转数组的最小数字函数
// 非递减，即递增有重复
// 用二分法：最后low指向分界点前一个，high指向分界点后一个，两者相邻，返回low++
// 第二个指针将指向最小元素
import java.util.ArrayList;
public class Solution {
public int minNumberInRotateArray(int [] array) {
if(array.length == 0) return 0;
int low = 0;
int high = array.length - 1;
int mid = 0;
while(low < high){
mid = low + (high-low)/2;
if(array[low] < array[mid]){
low = mid;
}else if(array[mid] < array[high]){
high = mid;
}else { // 重复元素没法判断是分界先后，只能顺序找
low++; // 且最后也使指针指向分界的后一个
}
}
return array[low];
}
}
7
斐波那契数列优化
// 迭代法
public class Solution {
public int Fibonacci(int n) {
if(n == 0 || n == 1) return n;
int a = 0;
int b = 1;
int c = 0;
while(n > 1){ // 第一项1，上面已经给出了
c = a + b;
a = b;
b = c;
n--;
}
return c;
}
}
// 递归
public class Solution {
public int Fibonacci(int n) {
if(n == 0 || n == 1) return n;
return Fibonacci(n-1) + Fibonacci(n-2);
}
}
8
跳台阶：注重思想，就是斐波那契数列spa
迭代没什么好说的指针
递归：只剩最后一步时，要么是跳1阶，要么是跳2阶
// 设n个台阶有f(n)种走法
// 只剩最后一步时，要么是跳1阶，要么是跳2阶
// 最后一步跳1阶，即以前有n-1个台阶，据前面的假设，即n-1个台阶有f(n-1)种走法
// 最后一步跳2阶，即以前有n-2个台阶，据前面的假设，即n-2个台阶有f(n-2)种走法
// 总结规律：n个台阶的走法等于前两种状况的走法之和即 f(n) = f(n-1)+f(n-2)
// 变相斐波那契数列
// 注意和上面那题起点不同
public class Solution {
public int JumpFloor(int target) {
if(target == 1 || target == 2) return target;
return JumpFloor(target - 1) + JumpFloor(target - 2);
}
}
9
跳台阶II
// n级台阶，第一步有n种跳法：跳1级、跳2级、……、到跳n级
// 跳1级，剩下n-1级，则剩下跳法是f(n-1)
// 跳2级，剩下n-2级，则剩下跳法是f(n-2)
// 因此f(n) = f(n-1)+f(n-2)+...+f(1)
// 由于f(n-1) = f(n-2)+f(n-3)+...+f(1)
// 因此f(n) = 2*f(n-1)
public class Solution {
public int JumpFloorII(int target) {
int temp = 1;
while(target > 1){ // 第一个已给出{
temp *= 2;
target--;
}
return temp;
}
}
10
矩形覆盖
// 逆序思想：最后一步有两种状况
// OO OO
// XX OO
// XX XX
// .. ..
// XX XX
// 第一种状况:阴影部分的n-1块矩形有多少种覆盖方法，为f(n-1);
// 第二种状况:阴影部分的n-2块矩形有多少种覆盖方法，为f(n-2);
// 故f(n) = f(n-1) + f(n-2)，仍是一个斐波那契数列
// 斐波那契数列就是注意起点问题
public class Solution {
public int RectCover(int target) {
if(target == 0) return 0;
if(target == 1) return 1;
int a = 1,b = 1,c = 0;
while(target > 1){ // 第一项1，上面已经给出了
c = a + b;
a = b;
b = c;
target--;
}
return c;
}
}
11
求整数的二进制中1的个数
// 逐位比较
public class Solution {
public int NumberOf1(int n) {
int cnt = 0;
while(n != 0){ // 不是大于0，由于有负数
cnt += n & 1;
n >>>= 1;
}
return cnt;
}
}
// 最优解
// 一个整数减去1，再和原整数作与运算，会把该整数最右边一个1变成0
// 那么一个整数的二进制有多少个1，就能够进行多少次这样的操做
public class Solution {
public int NumberOf1(int n) {
int cnt = 0;
while(n != 0){
n = n & (n-1);
cnt++;
}
return cnt;
}
}
// 做弊解
// 计算该数的二进制，而后返回二进制中`1`的个数
public class Solution {
public int NumberOf1(int n) {
return Integer.bitCount(n);
}
}
12
数值的整数次方
// 连乘思路：O(n)
public class Solution {
public double Power(double base, int exponent) {
double rs = 1;
for(int i = 0; i < Math.abs(exponent); i++){
rs *= base; // 连乘
}
if(exponent < 0){
rs = 1 / rs; // 负数次幂，直接倒数
}
return rs;
}
}
// 快速幂：log(n)
// 11可转化为二进制次幂：11 = 1011 = 2³×1 + 2²×0 + 2¹×1 + 2º×1 = 2³×1 + 2¹×1 + 2º×1
// base *= base 保持累乘的做用：base-->base2-->base4-->base8-->base16
// 那么化简后：a¹¹ = a^(2º+2¹+2³) = a^(1+2+8)
// 那么 a¹¹ = a¹ * a² * a^8 = base * base^2 * base^8
public class Solution {
public double Power(double base, int exponent) {
double rs = 1; // 保存结果
int power = Math.abs(exponent); // 幂的绝对值
// 快速幂核心
while(power != 0){
if( (power & 1) == 1 ){ // 幂的二进制当前位为1即有效，结果相乘
rs *= base;
}
power >>>= 1; // 幂右移
base *= base; // 保持累乘，后面利用
}
if(exponent < 0){ // 负次幂，结果取倒数
rs = 1 / rs;
}
return rs;
}
}
13
调整数组顺序，奇数位于偶数前面，且相对顺序不变（稳定性）
// 分治，思路明了
import java.util.ArrayList;
public class Solution {
public void reOrderArray(int [] array) {
ArrayList<Integer> list = new ArrayList();
for(int i = 0; i < array.length; i++){
if(array[i] % 2 != 0){
list.add(array[i]);
}
}
for(int i = 0; i < array.length; i++){
if(array[i] % 2 == 0){
list.add(array[i]);
}
}
for(int i = 0; i < array.length; i++){
array[i] = (Integer)list.get(i);
}
}
}
// 相对位置不变：保持稳定性便可，冒泡、直接插入等
// 相似冒泡算法，前偶后奇数就交换：从后往前
public class Solution {
public void reOrderArray(int [] array) {
for(int i = 0; i < array.length; i++){
for(int j = array.length-1; j > i; j--){
if(array[j] % 2 == 1 && array[j-1] % 2 == 0){ // 总体奇数前移
int temp = array[j];
array[j] = array[j-1];
array[j-1] = temp;
}
}
}
}
}
// 就地算法，不借助辅助，原地修改数据结构
// i 前面的奇数都排好了
public class Solution {
public void reOrderArray(int [] array) {
int temp;
int i = 0;
for(int j = 0; j < array.length; j++){
if(array[j] % 2 != 0){ // j遇到奇数，非奇后移
temp = array[j]; // 保存移动覆盖的奇数
for(int k = j - 1; k >= i; k--){ // i到j的偶数后移一位
array[k+1] = array[k];
}
array[i] = temp; // 奇数往前跳动
i++; // i指向奇数排好的下一个
}
}
}
}
14
返回链表倒数第K个节点
// 设置快慢指针
public class Solution {
public ListNode FindKthToTail(ListNode head,int k) {
ListNode node,pre;
node = pre = head;
for(int i = 1; i <= k; i++){ // 先驱走k步
if(pre == null) return null; // 链表长没有k步长
pre = pre.next;
}
while(pre != null){ // 同步走
pre = pre.next;
node = node.next;
}
return node;
}
}
15
反转链表
// 须要三个指针
public class Solution {
public ListNode ReverseList(ListNode head) {
ListNode pre,next; // 若是head为空，那么next.next就空指针异常
pre = next = null; // 因此只能在head不为空的循环内next了
while(head != null){ // head表示当前节点
next = head.next; // 上面说的next，这个要先写
head.next = pre;
pre = head;
head = next;
}
return pre; // 这里注意：上面的循环结束条件为head为空，那么前驱节点才是真正的头节点
}
}
16
合并两个链表，而且按大小排序
public class Solution {
public ListNode Merge(ListNode list1,ListNode list2) {
ListNode head,node; // 要有一个表头head来返回，node保存节点，防止断链
head = node = new ListNode(0); // 这里竟然这样
while(list1 != null && list2 != null){
if(list1.val < list2.val){
node.next = list1;
node = node.next; // 指针移动
list1 = list1.next;
}else{
node.next = list2;
node = node.next;
list2 = list2.next;
}
}
if(list1 == null) node.next = list2;
if(list2 == null) node.next = list1;
return head.next;
}
}
17
判断是否某树的子结构（两个递归，一个遍历树，一个匹配）
// 思路：先序遍历父树，每次遍历都用来匹配
public class Solution {
public boolean HasSubtree(TreeNode root1,TreeNode root2) {
// 递归出口：包含了先序遍历的 root != null
if(root1 == null || root2 == null) return false;
// 先序遍历：当前节点，而后左子树，最后右子树
return recur(root1,root2)
|| HasSubtree(root1.left,root2)
|| HasSubtree(root1.right,root2);
}
private boolean recur(TreeNode root1,TreeNode root2){
if(root2 == null) return true; // 可先判断root2为空,即完成遍历匹配
if(root1 == null) return false; // 则root1先被击穿
if(root1.val != root2.val) return false;// 当前节点不匹配
return recur(root1.left,root2.left) && recur(root1.right,root2.right);
}
}
18
转变成二叉树的镜像
// 递归：也是前序遍历
public class Solution {
public void Mirror(TreeNode root) {
if(root == null) return ; // 递归出口
swap(root); // 交换根节点的左右孩子
Mirror(root.left); // 孩子的孩子也交换
Mirror(root.right); // 孩子的孩子也交换
}
private void swap(TreeNode root){
TreeNode temp = root.left;
root.left = root.right;
root.right = temp;
}
}
19
螺旋打印矩阵
// 上下左右，四个边界分别为l,r,t,b
// 思路1：按题意打印
import java.util.ArrayList;
public class Solution {
public ArrayList<Integer> printMatrix(int [][] matrix) {
ArrayList<Integer> list = new ArrayList();
int left = 0, right = matrix[0].length - 1; // 四个边界，-1方便后面用等于判断
int top = 0, bottom = matrix.length - 1;
while(true){ // 无限循环遍历，出口在内部的边界判断
for(int i = left; i <= right; i++) list.add(matrix[top][i]);
top++; // 遍历完一行，判断上下是否遍历完
if(top > bottom) break;
for(int i = top; i <= bottom; i++) list.add(matrix[i][right]);
right--;
if(left > right) break;
for(int i = right; i >= left; i--) list.add(matrix[bottom][i]);
bottom--;
if(top > bottom) break;
for(int i = bottom; i >= top; i--) list.add(matrix[i][left]);
left++;
if(left > right) break;
}
return list;
}
}
20
用两个栈求最小元素----O(1)
import java.util.Stack;
public class Solution {
Stack<Integer> data = new Stack();
Stack<Integer> min = new Stack();
public void push(int node) {
data.push(node);
if(min.isEmpty() || node < min.peek()){
min.push(node);
}
}
public void pop() {
if(data.peek() == min.peek()){
min.pop();
}
data.pop();
}
public int top() {
return data.peek();
}
public int min() {
return min.peek();
}
}
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