LeetCode中等题(二)
题目一：
给定一个包含 n 个整数的数组 nums，判断 nums 中是否存在三个元素 a，b，c ，使得 a + b + c = 0 ？找出所有满足条件且不重复的三元组。
注意：答案中不可以包含重复的三元组。
例如, 给定数组 nums = [-1, 0, 1, 2, -1, -4]，
满足要求的三元组集合为：
[
[-1, 0, 1],
[-1, -1, 2]
]
分析：这是一道三元组求和问题
1、首先定义返回的元组类型，List<List<Integer>> ans=new ArrayList<>()；
2、对刚开始的数组进行排序，Arrays.sort(nums)；
3、通过一个指针遍历整个数组for(int i=0;i<num.lenght;i++)
4、再设置两个指针，分别是l=i+1，r=len-1；
5、接下来开始求和进行判断；if(nums[i]+nums[l]+nums[r]==0)将l++,r--；
6、当然应该存入到ans.add(Arrays.asList(nums[i],nums[l],nums[r]))；
7、在这个过程可能产生重复，if(nums[i]>0) break，if(i>&&nums[i]==nums[i-1]) continue；while(nums[l]==nums[l+1]) l++; r同样；
8、如果和不同sum<0，l++;sum>0，r--;
9、返回ans；
具体代码：
class Solution { public List<List<Integer>> threeSum(int[] nums) { List<List<Integer>> ans=new ArrayList<>(); int len=nums.length; if(nums==null||len<3) return ans; Arrays.sort(nums); for(int i=0;i<len;i++) { int l=i+1,r=len-1; if(nums[i]>0) break; if(i>0&&nums[i]==nums[i-1]) continue; while(l<r) { int sum=nums[i]+nums[l]+nums[r]; if(sum==0) { ans.add(Arrays.asList(nums[i],nums[l],nums[r])); while(l<r&&nums[l]==nums[l+1]) l++; while(l<r&&nums[r]==nums[r-1]) r--; l++; r--; } else if(sum<0) l++; else if(sum>0) r--; } } return ans; } }
题目二：
给出 n 代表生成括号的对数，请你写出一个函数，使其能够生成所有可能的并且有效的括号组合。
例如，给出 n = 3，生成结果为：
[
"((()))",
"(()())",
"(())()",
"()(())",
"()()()"
]
方法一：
1、首先产生所有括号的情况；
2、采用递归算法，先定义一个函数实现所有括号的情况，其等于‘(’+n-1的序列和‘）’+n-1的序列和
3、进行判断所产生的序列是否有效，设置一个balance=0，if(c=='(') balance++；否则balance--；
4、如果balance<0 返回false；
具体代码：
class Solution { public List<String> generateParenthesis(int n) { List<String> result=new ArrayList(); GenerateAll(new char[2*n],0,result); return result; } public void GenerateAll(char[] current,int pos,List<String> res) { if(current.length==pos) { if(Valid(current)) { res.add(new String(current)); } } else { current[pos]='('; GenerateAll(current,pos+1,res); current[pos]=')'; GenerateAll(current,pos+1,res); } } public boolean Valid(char[] current) { int balance=0; for(char c:current) { if(c=='(') balance++; else { balance--; } if(balance<0) return false; } return (balance==0); } }
题目三：
给定 n 个非负整数 a1，a2，...，an，每个数代表坐标中的一个点 (i, ai) 。在坐标内画 n 条垂直线，垂直线 i 的两个端点分别为 (i, ai) 和 (i, 0)。找出其中的两条线，使得它们与 x 轴共同构成的容器可以容纳最多的水。
输入: [1,8,6,2,5,4,8,3,7] 输出: 49
方法一：
1、采用暴力法，双循环遍历出所有的情况；
2、进行逐个比较取最大值，计算公式为数组最小值和两个数组值之间的距离进行相乘；
具体代码：
class Solution { public int maxArea(int[] height) { int ans=0; int result=0; int minVal=0; for(int i=0;i<height.length;i++) for(int j=i+1;j<height.length;j++) { minVal=Math.min(height[i], height[j]); result=minVal*(j-i); ans=Math.max(ans, result); } return ans; } }
方法二：
1、使用双指针，一个数组第一位开始，另一个从数组的最后一位开始；
2、保持数组最大值不动，移动最小的值；
具体代码：
class Solution { public int maxArea(int[] height) { int p=0,q=height.length-1; int ans=0; int minVal=0; int result=0; while(p<q) { int distance=q-p; minVal=Math.min(height[p], height[q]) if(height[p]<height[q]) { minVal=height[p]; p++; } else { minVal=height[q]; q--; } result=minVal*distance; ans=Math.max(ans, result); } return ans; } }
题目四：
给定一个链表，两两交换其中相邻的节点，并返回交换后的链表。
你不能只是单纯的改变节点内部的值，而是需要实际的进行节点交换。
示例:
给定 1->2->3->4, 你应该返回 2->1->4->3.
方法一：
1、递归实现，如果是两两反转递归应该是swapPairse(next.next)；
2、head.next=swapPairse(next.next)，next.next=head；
3、返回next:
4、递归一定要有递归出口，递归出口，递归出口，if(head==null||head.next==null) return head；
具体代码：
class Solution { public ListNode swapPairs(ListNode head) { if(head==null||head.next==null) return head; ListNode next=head.next; head.next=swapPairs(next.next); next.next=head; return next; } }
方法二：
非递归算法
具体代码：
class Solution { public ListNode swapPairs(ListNode head) { ListNode dummy=new ListNode(0); dummy.next=head; ListNode curr=dummy; while(curr.next!=null&&curr.next.next!=null) { ListNode start=curr.next; ListNode end=curr.next.next; curr.next=end; start.next=end.next; end.next=start; curr=start; } return dummy.next; } }
题目五：
在未排序的数组中找到第 k 个最大的元素。请注意，你需要找的是数组排序后的第 k 个最大的元素，而不是第 k 个不同的元素。
示例 1:
输入: [3,2,1,5,6,4] 和 k = 2
输出: 5
方法一：
1、现对原始数组排序，Arrays.sort(nums)；
2、返回return nums[nums.leght-k]，这种方式较为简单；
方法二：
1、使用大顶堆获取最大的k个数；
2、java中使用优先队列PriorityQueue类定义了最小堆的实现，PriorityQueue<Integer> heap=new PriorityQueue<>()，通过这个函数得到的是最小堆；
3、对数组元素进行遍历，for(i：nums) heap.add(i)，值得注意的是当一个元素加入到堆当中，系统自动将最小的元素放到堆顶排序好；
4、if(heap.size()>k) heap.poll()；将堆顶元素删除，并且又最后一个元素覆盖，再次进行建立最小堆；
5、最后得到k个元素的最小堆，因为本地要输出第k个大小的值，刚好输出堆顶元素；
具体代码：
class Solution { public int findKthLargest(int[] nums, int k) { PriorityQueue<Integer> pQueue=new PriorityQueue<>(); for(int i:nums) { pQueue.add(i); if(pQueue.size()>k) pQueue.poll(); } return pQueue.poll(); } }
题目六：
具体代码：
public class Main{ public static long MaxProduct(int n,long[] arr) { long max1=0,max2=0,max3=0,min1=0,min2=0; for(int i=0;i<n;i++) { if(arr[i]!=0) { if(arr[i]>max1) { max3=max2; max2=max1; max1=arr[i]; } else if(arr[i]>max2) { max3=max2; max2=arr[i]; } else if(arr[i]>max3) { max3=arr[i]; } else if(arr[i]<min1) { min2=min1; min1=arr[i]; } else if (arr[i]<min2) { min2=arr[i]; } } else { continue; } } return Math.max(max1*max2*max3,max1*min1*min2); } public static void main(String[] arg) { Scanner input=new Scanner(System.in); int n=input.nextInt(); long[] arr=new long[n]; for(int i=0;i<n;i++) { arr[i]=input.nextLong(); } System.out.println(MaxProduct(n,arr)); } }
题目七：
有序数组进行查找目标元素
1、最简单查找
l=0,r=lengh-1，while(l<=r)，左右值的变化都为l=mid+1，r=mid-1；
具体代码：
class Solution { public static void main(String[] args) { int[] nums= {1,2,3,4,5}; int target=10; System.out.println(TwoDisv(nums,target)); } public static int TwoDisv(int[] nums,int target) { int l=0,r=nums.length-1; while(l<=r) { int mid=(l+r)/2; if(nums[mid]==target) return mid; else if (nums[mid]<target) { l=mid+1; } else if (nums[mid]>target) { r=mid+1; } } return -1; } }
2、查找目标值左边界
l=0，r=length，while(l<r)，if(l<target) l=mid+1，if(r>target) r=mid;，因为这是一个左闭右开区间；
最关键的点在if(nums[mid]==target) 并不是直接的返回，而是r=mid，逐步向左移动，直到最左边；
具体代码：
class Solution { public static void main(String[] args) { int[] nums= {1,2,3,3,5}; int target=3; System.out.println(TwoDisv(nums,target)); } public static int TwoDisv(int[] nums,int target) { int l=0,r=nums.length; while(l<r) { int mid=(l+r)/2; if(nums[mid]==target) r=mid; else if (nums[mid]<target) { l=mid+1; } else if (nums[mid]>target) { r=mid; } } return r; } }
3、查找目标元素的右边界
l=0，r=length，while(l<r) if(nums[mid]==target) l=mid-1，最后返回也需要修改return l-1；
具体代码：
class Solution { public static void main(String[] args) { int[] nums= {1,2,3,3,3}; int target=3; System.out.println(TwoDisv(nums,target)); } public static int TwoDisv(int[] nums,int target) { int l=0,r=nums.length; while(l<r) { int mid=(l+r)/2; if(nums[mid]==target) l=mid+1; else if (nums[mid]<target) { l=mid+1; } else if (nums[mid]>target) { r=mid; } } return r-1; } }
4、得出左右集合代码：
class Solution { public int[] searchRange(int[] nums, int target) { return new int[]{left(nums,target),right(nums,target)}; } public int left(int[] nums,int target) { int l=0,r=nums.length; while(l<r) { int mid=(l+r)/2; if(nums[mid]==target) { r=mid; } else if (nums[mid]<target) { l=mid+1; } else if (nums[mid]>target) { r=mid; } } return r; } public int right(int[] nums,int target) { int l=0,r=nums.length; while(l<r) { int mid=(l+r)/2; if(nums[mid]==target) { l=mid-1; } else if (nums[mid]<target) { l=mid+1; } else if (nums[mid]>target) { r=mid; } } return l-1; } }
题目八：
给定一个没有重复数字的序列，返回其所有可能的全排列。
示例:
输入: [1,2,3]
输出:
[
[1,2,3],
[1,3,2],
[2,1,3],
[2,3,1],
[3,1,2],
[3,2,1]
]
方法一：
1、整体思路是递归回溯进行求解，每次进行递归进行深度优先遍历，if(currSize==len) res.add(new ArrayList<>(path))；
2、需要设置一个是否遍历过的数值，if(!visied[i]) path.push(nums[i])；
3、visied[i]=false，generePermuse(nums,currsize+1,res)；
4、这一步进行较为重要，将栈的最后一位去除，path.pop()，visied[i]=true；
5、正是因为将数组最后一个元素删除，进而向上才能出现继续遍历其他可能的情况；
具体代码：
class Solution { public List<List<Integer>> permute(int[] nums) { List<List<Integer>> res=new ArrayList<>(); int len=nums.length; boolean[] used=new boolean[len]; GeregePremute(nums,used,0,len,new Stack<>(),res) return res; } public void GeregePremute(int[] nums,boolean[] visied, int currSize,int len,Stack<Integer> path,List<List<Integer>> res) { if(currSize==len) { res.add(new ArrayList<>(path)); return; } for(int i=0;i<nums.length;i++) { if(!visied[i]) { path.push(nums[i]); visied[i]=true; GeregePremute(nums,visied,currSize+1,len,path,res); path.pop(); visied[i]=false; } } } }
题目九：
给定一个 n × n 的二维矩阵表示一个图像。
将图像顺时针旋转 90 度。
说明：
你必须在原地旋转图像，这意味着你需要直接修改输入的二维矩阵。请不要使用另一个矩阵来旋转图像。
示例 1:
给定 matrix =
[
[1,2,3],
[4,5,6],
[7,8,9]
],
原地旋转输入矩阵，使其变为:
[
[7,4,1],
[8,5,2],
[9,6,3]
]
方法一：
1、先对矩阵进行转置；
2、对转置后的矩阵的每一行进行反转，最前和最后进行交换；
具体代码：
class Solution { public void rotate(int[][] matrix) { int len=matrix.length; for(int i=0;i<len;i++) for(int j=i;j<len;j++) { int temp=matrix[j][i]; matrix[j][i]=matrix[i][j]; matrix[i][j]=temp; } for(int i=0;i<len;i++) for(int j=0;j<len/2;j++) { int temp=matrix[i][j]; matrix[i][j]=matrix[i][len-j-1]; matrix[i][len-j-1]=temp; } } }
方法二：
1、矩阵旋转其实就是四个元素进行旋转，一直循环；
2、难点就是找到这四个元素，比如某元素为(i,j)，其他元素为(n-j-1,i)，(n-i-1,n-j-1)，(j,n-i-1)将这四个元素进行互换；
3、这里的循环条件也不是很好理解，for(int i=0;i<n/2；i++) for(int j=j;j<n-j-1;j++)
具体代码：
class Solution { public void rotate(int[][] matrix) { int n=matrix.length; for(int i=0;i<n/2;i++) for(int j=i;j<n-i-1;j++) { int temp=matrix[i][j]; matrix[i][j]=matrix[n-j-1][i]; matrix[n-j-1][i]=matrix[n-i-1][n-j-1]; matrix[n-i-1][n-j-1]=matrix[j][n-i-1]; matrix[j][n-i-1]=temp; } } }
题目十：
给定一个包含非负整数的 m x n 网格，请找出一条从左上角到右下角的路径，使得路径上的数字总和为最小。
说明：每次只能向下或者向右移动一步。
示例:
输入:
[
[1,3,1],
[1,5,1],
[4,2,1]
]
输出: 7
解释: 因为路径 1→3→1→1→1 的总和最小。
方法一：
1、递归法，求左上角到右下角的最小和，可以先走一步，求grid[i+1][j]和grid[i][j+1]的最小值；
2、从i=0,j=0开始递归；
3、需要重新递归函数，将遍历变量放入，递归出口为：if(i==grid.lengh&&j==grid[0].lenght) return Integer.MAX_VALUE；
4、if(i==grid.lenght-1&&j==grid[0].lenght-1) return grid[i][j]；
具体代码：
class Solution { public int caculate(int[][] grid, int i,int j) { if(i==grid.length||j==grid[0].length) return Integer.MAX_VALUE; if(i==grid.length-1&&j==grid[0].length-1) return grid[i][j]; return grid[i][j]+Math.min(caculate(grid, i, j+1), caculate(grid, i+1, j)); }
public int minPathSum(int[][] grid) { return caculate(grid,0,0); } }
方法二：
1、动态规划，dp[i][j]表示点(i,j) 到右下角的最短距离；
2、dp[i][j]=grid[i][j]+Math.min(dp[i+1][j]，dp[i][j+1])动态方程；
3、初始化过程：if(i==grid.lenght&&j!=grid[0].lenght) dp[i][j]=grid[i][j]+dp[i][j+1]；
4、if(i！=grid.lenght&&j==grid[0].lenght) dp[i][j]=grid[i][j]+dp[i+1][j]；
5、否则为动态方程：dp[i][j]=grid[i][j]+Math.min(dp[i+1][j]，dp[i][j+1])
6、最后为：else dp[i][j]=grid[i][j]；
具体代码：
class Solution { public int minPathSum(int[][] grid) { int[][] dp=new int[grid.length][grid[0].length]; for(int i=grid.length-1;i>=0;i--) for(int j=grid[0].length-1;j>=0;j--) { if(i==grid.length-1&&j!=grid[0].length-1) dp[i][j]=grid[i][j]+dp[i][j+1]; else if (i!=grid.length-1&&j==grid[0].length-1) { dp[i][j]=grid[i][j]+dp[i+1][j]; } else if (i!=grid.length-1&&j!=grid[0].length-1) { dp[i][j]=grid[i][j]+Math.min(dp[i+1][j], dp[i][j+1]); } else { dp[i][j]=grid[i][j]; } } return dp[0][0]; } }
