剑指Offer系列之题51~题55
51.数组中重复的数字
在一个长度为n的数组里的所有数字都在0到n-1的范围内。 数组中某些数字是重复的，但不知道有几个数字是重复的。也不知道每个数字重复几次。请找出数组中任意一个重复的数字。 例如，如果输入长度为7的数组{2,3,1,0,2,5,3}，那么对应的输出是第一个重复的数字2。
暴力解：辅助map存储元素，当重复时直接返回；
排序后根据数组特点交换数字；
1.暴力解：
import java.util.Map;
import java.util.HashMap;
public class Solution {
// Parameters:
// numbers: an array of integers
// length: the length of array numbers
// duplication: (Output) the duplicated number in the array number,length of duplication array is 1,so using duplication[0] = ? in implementation;
// Here duplication like pointor in C/C++, duplication[0] equal *duplication in C/C++
// 这里要特别注意~返回任意重复的一个，赋值duplication[0]
// Return value: true if the input is valid, and there are some duplications in the array number
// otherwise false
public boolean duplicate(int numbers[],int length,int [] duplication) {
if(length<=1)
return false;
//数字在0~length-1的范围内
Map<Integer,Integer> map=new HashMap<>();
for(int i=0;i<length;++i){
if(numbers[i]<0 || numbers[i]>length-1)//输入无效
return false;
if(map.containsKey(numbers[i])){
duplication[0]=numbers[i];
return true;
}
map.put(numbers[i],1);
}
return false;
}
}
2.根据数组特点：
import java.util.Map;
import java.util.HashMap;
public class Solution {
// Parameters:
// numbers: an array of integers
// length: the length of array numbers
// duplication: (Output) the duplicated number in the array number,length of duplication array is 1,so using duplication[0] = ? in implementation;
// Here duplication like pointor in C/C++, duplication[0] equal *duplication in C/C++
// 这里要特别注意~返回任意重复的一个，赋值duplication[0]
// Return value: true if the input is valid, and there are some duplications in the array number
// otherwise false
public boolean duplicate(int numbers[],int length,int [] duplication) {
if(length<=1)
return false;
//数字在0~length-1的范围内 若无重复，则排序后数组正好为 0~length-1
for(int i=0;i<length;++i){
while(numbers[i]!=i){//当不等于下标时，说明无序，则将该数与对应下标位置交换
int temp=numbers[i];
if(temp==numbers[temp]){//若当前数和该数为下标的位置的数相等，说明重复
duplication[0]=temp;
return true;
}
numbers[i]=numbers[temp];//交换
numbers[temp]=temp;
}
}
return false;
}
}
52.构建乘积数组
给定一个数组A[0,1,...,n-1],请构建一个数组B[0,1,...,n-1],其中B中的元素B[i]=A[0]*A[1]*...*A[i-1]*A[i+1]*...*A[n-1]。不能使用除法。（注意：规定B[0] = A[1] * A[2] * ... * A[n-1]，B[n-1] = A[0] * A[1] * ... * A[n-2];）
暴力解：依次遍历，复杂度过高；
将B看作矩阵，分别求上三角和下三角，然后相乘
1.矩阵：
public class Solution {
public int[] multiply(int[] A) {
//不能用除法 定义两数组，一个计算前半部分 一个计算后半部分
int len=A.length;
int B[]=new int[len];
if(len!=0){
B[0]=1;
//下三角
for(int i=1;i<len;++i){
B[i]=B[i-1]*A[i-1];
}
int temp=1;
//上三角
for(int j=len-2;j>=0;--j){
temp*=A[j+1];//上三角
B[j]*=temp;//乘积
}
}
return B;
}
}
53.正则表达式匹配
请实现一个函数用来匹配包括'.'和'*'的正则表达式。模式中的字符'.'表示任意一个字符，而'*'表示它前面的字符可以出现任意次（包含0次）。 在本题中，匹配是指字符串的所有字符匹配整个模式。例如，字符串 "aaa" 与模式 "a.a" 和 "ab*ac*a" 匹配，但是与 "aa.a" 和 "ab*a" 均不匹配。
分情况判断，注意边界问题（代码完整性）
1.递归：
public class Solution {
public boolean match(char[] str, char[] pattern)
{
if(str==null || pattern==null)
return false;
return matchCore(str,pattern,0,0);
}
public boolean matchCore(char []str,char []pattern,int strIndex,int patternIndex ){
//当两者都走完 或 两者都为""
if(strIndex==str.length && patternIndex ==pattern.length)
return true;
//当pat先走完
if(strIndex!=str.length && patternIndex ==pattern.length)
return false;
//若模式串第2个是*，且字符串第1个跟模式串第1个匹配,分3种匹配模式；如不匹配，模式串后移2位
if(patternIndex +1<pattern.length && pattern[patternIndex +1]=='*'){//当pat下一位是 *时
if((strIndex!=str.length && str[strIndex]==pattern[patternIndex]) || (pattern[patternIndex]=='.' && strIndex!=str.length)){
//1：str指针右移，pat不变 令pat此处为与str相等的多个字符
//2：str右移，pat右移两位 令pat此处为与str相等的一个字符
//3：str不变，pat右移两位 令pat此处为空
//此处传参不可用++x,x++，只可用x+1
return matchCore(str,pattern,strIndex,patternIndex +2)|| matchCore(str,pattern,strIndex+1,patternIndex +2) ||matchCore(str,pattern,strIndex+1,patternIndex );
}else{//字符串第一个和模式串第一个不匹配，模式串后移2位
return matchCore(str,pattern,strIndex,patternIndex +2);
}
}
//如果模式串的下一位不是*，则判断字符串与模式串当前位是否匹配，或者模式串当前位是否为 .
if(( strIndex != str.length && str[strIndex] == pattern[patternIndex] ) || (pattern[patternIndex] == '.' && strIndex != str.length))
return matchCore(str,pattern,++strIndex,++patternIndex );
return false;
}
}
54.表示数值的字符串
请实现一个函数用来判断字符串是否表示数值（包括整数和小数）。例如，字符串"+100","5e2","-123","3.1416"和"-1E-16"都表示数值。 但是"12e","1a3.14","1.2.3","+-5"和"12e+4.3"都不是。
需要判断多种情况，保证考虑周全（代码完整性）
1.枚举：
public class Solution {
public boolean isNumeric(char[] str) {
if(str==null || str.length<=0)
return false;
int count=0;//+ -的数量
int pCount=0;//. 的数量
for(int i=0;i<str.length;++i){
char c=str[i];
if(c<48 || c>57){
//当不是数字
if(c=='+' || c=='-'){//正负号在第一位或是幂
count++;
//若+ -号后不是数字，则false
if(i!=0 && (i<str.length-1 && (str[i+1] <48 || str[i+1]>57 )))
return false;
//若+ -号前不是e，则false
if(i!=0 && (i>0 && (str[i-1]!='e' && str[i-1]!='E')))
return false;
//若正负号在开头，则继续
}else if(c=='e' || c== 'E'){
if(i==str.length-1)
return false;
//判断e后是否为数字 或 正负号跟数字,不是则false
if(i<str.length-1 && (str[i+1]<48 || str[i+1]>57)){
if(str[i+1]!='-' && str[i+1]!='+')
return false;
}
}else if(c=='.'){
//判断是否为 . ，若在 . 前出现不是首位的正负号则返回false：-10e-2.3 返回false
if(pCount>0)//若已出现过 . ，则返回false
return false;
//若首位是正负号，将正负号数量-1，若count此时大于0说明在 . 前有两个正负号，返回false
if(str[0]=='+' || str[0]=='-'){
count--;
if(count>0)
return false;
}else if(count>0){
return false;
}
pCount++;
}else{
return false;
}
}
}
return true;
}
}
2.正则表达式：
[\\+\\-]?：正或负符号出现与否
\\d*：整数部分是否出现，如-.34 或 +3.34均符合
(\\.\\d+)?：如果出现小数点，那么小数点后面必须有数字；否则一起不出现
([eE][\\+\\-]?\\d+)?：如果存在指数部分，那么e或E肯定出现，+或-可以不出现，紧接着必须跟着整数；或者整个部分都不出现
public class Solution {
public boolean isNumeric(char[] str) {
String string = String.valueOf(str);
return string.matches("[\\+\\-]?\\d*(\\.\\d+)?([eE][\\+\\-]?\\d+)?");
}
}
55.字符流中第一个不重复的字符
请实现一个函数用来找出字符流中第一个只出现一次的字符。例如，当从字符流中只读出前两个字符"go"时，第一个只出现一次的字符是"g"。当从该字符流中读出前六个字符“google"时，第一个只出现一次的字符是"l"。
输出描述：如果当前字符流没有存在出现一次的字符，返回#字符。
考虑辅助map和列表存储映射以及出现一次的元素；或者使用LinkedHashMap。
1.hashmap：
import java.util.Map;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import java.util.ArrayList;
public class Solution {
Map<Character,Integer> map=new HashMap<>();
List<Character> res=new ArrayList<>();
//Insert one char from stringstream
public void Insert(char ch)
{
if(!map.containsKey(ch)){
map.put(ch,1);
res.add(ch);//将第一次出现的元素加入列表
}else{
//如果列表包含该重复元素，则将其移除
if(res.contains(ch))
res.remove(Character.valueOf(ch));
}
}
//return the first appearence once char in current stringstream
public char FirstAppearingOnce()
{
if(!res.isEmpty())
return res.get(0);
return '#';
}
}
如有错误，欢迎指正
