LeetCode日记——【数据结构】数组与矩阵专题
题1：移动0
LeetCode题号：283
难度：Easy
题目描述：
给定一个数组 nums，编写一个函数将所有 0 移动到数组的末尾，同时保持非零元素的相对顺序。
示例:
输入: [0,1,0,3,12]
输出: [1,3,12,0,0]
代码：
class Solution { public void moveZeroes(int[] nums) { int cnt = 0; for(int num:nums){ if(num!=0){ nums[cnt++]=num; } } while (cnt < nums.length) { nums[cnt++] = 0; } } }
分析：
设置一个计数值cnt来统计数组中非0的元素的个数。
遍历整个数组，遇到不是0的数，就将nums[cnt]位置设为该数，然后计数值cnt++。
遍历完整个数组后，cnt即为非0元素的个数。然后我们从索引cnt开始（因为数组下标从0开始）把数组的后部分都设置为0即可。
题2：重塑矩阵
难度：Easy
题目描述：
在MATLAB中，有一个非常有用的函数 reshape，它可以将一个矩阵重塑为另一个大小不同的新矩阵，但保留其原始数据。
给出一个由二维数组表示的矩阵，以及两个正整数r和c，分别表示想要的重构的矩阵的行数和列数。
重构后的矩阵需要将原始矩阵的所有元素以相同的行遍历顺序填充。
如果具有给定参数的reshape操作是可行且合理的，则输出新的重塑矩阵；否则，输出原始矩阵。
示例 1:
输入:
nums =
[[1,2],
[3,4]]
r = 1, c = 4
输出:
[[1,2,3,4]]
解释:
行遍历nums的结果是 [1,2,3,4]。新的矩阵是 1 * 4 矩阵, 用之前的元素值一行一行填充新矩阵。
代码：
class Solution { public int[][] matrixReshape(int[][] nums, int r, int c) { int or = nums.length; int oc = nums[0].length; if(or*oc!=r*c) return nums; int[][] newnums = new int[r][c]; int index = 0; for (int i = 0; i < r; i++) { for (int j = 0; j < c; j++) { newnums[i][j] = nums[index / oc][index % oc]; index++; } } return newnums; } }
分析：
核心在于，设置双重循环遍历新数组的每个位置，然后利用nums[index/oc][index%oc]为newnums[i][j]赋值。
题3：最大连续1的个数
难度：Easy
题目描述：
给定一个二进制数组， 计算其中最大连续1的个数。
示例 1:
输入: [1,1,0,1,1,1]
输出: 3
解释: 开头的两位和最后的三位都是连续1，所以最大连续1的个数是 3。
代码：
class Solution { public int findMaxConsecutiveOnes(int[] nums) { int count=0,max=0; for(int num:nums){ count=num==0?0:++count; max=Math.max(max,count); } return max; } }
分析：
这道题思想挺经典的，一定要会！！
遍历所有元素：遇到1，count计数，遇到0，count清零。无论1还是0，每遍历元素，更新一下max值为max(max,count)
题4：有序矩阵查找
难度：Medium
题目描述：
编写一个高效的算法来搜索 m x n 矩阵 matrix 中的一个目标值 target。该矩阵具有以下特性：
每行的元素从左到右升序排列。
每列的元素从上到下升序排列。
示例:
现有矩阵 matrix 如下：
[
[1, 4, 7, 11, 15],
[2, 5, 8, 12, 19],
[3, 6, 9, 16, 22],
[10, 13, 14, 17, 24],
[18, 21, 23, 26, 30]
]
给定 target = 5，返回 true。
给定 target = 20，返回 false。
代码：
class Solution { public boolean searchMatrix(int[][] matrix, int target) { if(matrix==null||matrix.length==0||matrix[0].length==0) return false; int m = matrix.length, n = matrix[0].length; int r=0,c=n-1; while(r<m && c>=0){ if (target==matrix[r][c]) return true; else if (target<matrix[r][c]) c--; else r++; } return false; } }
分析：
从右上角的元素开始查找，若比target大，左移一位，若比target小，下移一位。
题5：有序矩阵中第k小的元素
难度：Medium
题目描述：
给定一个 n x n 矩阵，其中每行和每列元素均按升序排序，找到矩阵中第 k 小的元素。
请注意，它是排序后的第 k 小元素，而不是第 k 个不同的元素。
示例：
matrix = [
[ 1, 5, 9],
[10, 11, 13],
[12, 13, 15]
],
k = 8,
返回 13。
题6：错误的集合
难度：Easy
题目描述：
集合 S 包含从1到 n 的整数。不幸的是，因为数据错误，导致集合里面某一个元素复制了成了集合里面的另外一个元素的值，导致集合丢失了一个整数并且有一个元素重复。
给定一个数组 nums 代表了集合 S 发生错误后的结果。你的任务是首先寻找到重复出现的整数，再找到丢失的整数，将它们以数组的形式返回。
示例 1:
输入: nums = [1,2,2,4]
输出: [2,3]
代码：
class Solution { public int[] findErrorNums(int[] nums) { int n = nums.length; int[] count = new int[n]; int repeat = 0, blank = 0; for(int num:nums){ count[num-1]++; } for(int i=0;i<n;i++){ if (count[i]==2) repeat = i; if (count[i]!=2 && count[i]!=1) blank = i; } int[] result = new int[2]; result[0] = repeat+1; result[1] = blank+1; return result; } }
分析：
第一个完全自己写出来的代码！！我太苦了...
应用的是桶排序的思想，count数组中下标表示数字-1，元素的值表示该数字出现的次数。应该是有一个2，一个null，其他都为1。
然后把2的下标+1和null的下标+1记录下来返回即可。
题7：寻找重复数
难度：Medium
题目描述：
给定一个包含 n + 1 个整数的数组 nums，其数字都在 1 到 n 之间（包括 1 和 n），可知至少存在一个重复的整数。假设只有一个重复的整数，找出这个重复的数。
示例 1:
输入: [1,3,4,2,2]
输出: 2
代码：
class Solution { public int findDuplicate(int[] nums) { int n =nums.length-1; int[] count = new int[n]; for(int num:nums){ if(count[num-1]>0) return num; count[num-1]++; } return 0; } }
分析：
设置一个计数数组，把每个元素的个数记录下来，如果个数大于1，则该数就是重复的数。
题8：优美的排列ii
难度：Medium
题目描述：
给定两个整数 n 和 k，你需要实现一个数组，这个数组包含从 1 到 n 的 n 个不同整数，同时满足以下条件：
① 如果这个数组是 [a1, a2, a3, ... , an] ，那么数组 [|a1 - a2|, |a2 - a3|, |a3 - a4|, ... , |an-1 - an|] 中应该有且仅有 k 个不同整数；.
② 如果存在多种答案，你只需实现并返回其中任意一种.
示例 1:
输入: n = 3, k = 1
输出: [1, 2, 3]
解释: [1, 2, 3] 包含 3 个范围在 1-3 的不同整数， 并且 [1, 1] 中有且仅有 1 个不同整数 : 1
题10：托普利兹矩阵
难度：Easy
题目描述：
如果矩阵上每一条由左上到右下的对角线上的元素都相同，那么这个矩阵是 托普利茨矩阵 。
给定一个 M x N 的矩阵，当且仅当它是托普利茨矩阵时返回 True。
示例 1:
输入:
matrix = [
[1,2,3,4],
[5,1,2,3],
[9,5,1,2]
]
输出: True
解释:
在上述矩阵中, 其对角线为:
"[9]", "[5, 5]", "[1, 1, 1]", "[2, 2, 2]", "[3, 3]", "[4]"。
各条对角线上的所有元素均相同, 因此答案是True。
代码：
class Solution { public boolean isToeplitzMatrix(int[][] matrix) { for (int i = 0; i < matrix[0].length; i++) { if (!check(matrix, matrix[0][i], 0, i)) { return false; } } for (int i = 0; i < matrix.length; i++) { if (!check(matrix, matrix[i][0], i, 0)) { return false; } } return true; } private boolean check(int[][] matrix, int expectValue, int row, int col) { if (row >= matrix.length || col >= matrix[0].length) { return true; } if (matrix[row][col] != expectValue) { return false; } return check(matrix, expectValue, row + 1, col + 1); } }
分析：
check方法验证某一条对角线的数是否都等于expectValue，若是，返回true，否则返回false。
写两组循环，第一组循环验证右上三角的所有对角线，循环次数为第一个元素的个数，即矩阵列数。
第二组循环验证左下三角的所有对角线，循环次数为矩阵元素的个数，即矩阵行数。
题12：分隔数组
难度：Medium
题目描述：
数组arr是[0, 1, ..., arr.length - 1]的一种排列，我们将这个数组分割成几个“块”，并将这些块分别进行排序。之后再连接起来，使得连接的结果和按升序排序后的原数组相同。
我们最多能将数组分成多少块？
示例 1:
输入: arr = [4,3,2,1,0]
输出: 1
解释:
将数组分成2块或者更多块，都无法得到所需的结果。
例如，分成 [4, 3], [2, 1, 0] 的结果是 [3, 4, 0, 1, 2]，这不是有序的数组。
代码：
class Solution { public int maxChunksToSorted(int[] arr) { if(arr==null) return 0; int ret = 0; int right = arr[0]; for(int i=0;i<arr.length;i++){ //right记录当前遍历到的最大的数 right = Math.max(arr[i],right); //当前最大的数就是当前遍历到的下标，计数++ if (right == i) ret++; } return ret; } }
分析：
right变量记录当前遍历到的最大的数，若最大的数刚好等于当前下标，则计数++。
