【LeetCode】 21 - 30题解
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21. 合并两个有序链表
将两个升序链表合并为一个新的 升序 链表并返回。新链表是通过拼接给定的两个链表的所有节点组成的。
示例：
输入：1->2->4, 1->3->4
输出：1->1->2->3->4->4
归并思想
public ListNode mergeTwoLists(ListNode l1, ListNode l2) {
ListNode dummy = new ListNode(0);
ListNode curr = dummy;
while(l1 != null && l2 != null){
if(l1.val <= l2.val){
curr.next = l1;
l1 = l1.next;
}else{
curr.next = l2;
l2 = l2.next;
}
curr = curr.next;
}
curr.next = (l1 != null) ? l1 : l2;
return dummy.next;
}
递归
public ListNode mergeTwoLists(ListNode l1, ListNode l2) {
if(l1 == null) return l2;
if(l2 == null) return l1;
if(l1.val < l2.val){
l1.next = mergeTwoLists(l1.next, l2);
return l1;
}else{
l2.next = mergeTwoLists(l1, l2.next);
return l2;
}
}
22. 括号生成
数字 n 代表生成括号的对数，请你设计一个函数，用于能够生成所有可能的并且 有效的 括号组合。
示例：
输入：n = 3
输出：[
"((()))",
"(()())",
"(())()",
"()(())",
"()()()"
]
使用String，每次状态变更都会创建新的对象，不需要状态重置。
class Solution {
public List<String> generateParenthesis(int n) {
List<String> res = new ArrayList<>();
String sb = "";
dfs(n, n, res, sb);
return res;
}
void dfs(int l,int r, List<String> res, String sb){
if(l == 0 && r == 0){
res.add(sb);
return;
}
//保证一旦右括号先出现就停止
if(l > r) return;
if(l > 0) dfs(l - 1, r, res, sb + "(");
if(r > 0) dfs(l, r - 1, res, sb + ")");
}
}
使用StringBuilder，需要状态重置。
class Solution {
public List<String> generateParenthesis(int n) {
List<String> res = new ArrayList<>();
StringBuilder sb = new StringBuilder();
dfs(n, n, res, sb);
return res;
}
void dfs(int l,int r, List<String> res, StringBuilder sb){
if(l == 0 && r == 0){
res.add(sb.toString());
return;
}
if(l > r) return;
if(l > 0){
sb.append("(");
dfs(l - 1, r, res, sb);
sb.deleteCharAt(sb.length() -1);
}
if(r > 0) {
sb.append(")");
dfs(l, r - 1, res, sb);
sb.deleteCharAt(sb.length() -1);
}
}
}
23. 合并K个升序链表
给你一个链表数组，每个链表都已经按升序排列。
请你将所有链表合并到一个升序链表中，返回合并后的链表。
示例 1：
输入：lists = [[1,4,5],[1,3,4],[2,6]]
输出：[1,1,2,3,4,4,5,6]
解释：链表数组如下：
[
1->4->5,
1->3->4,
2->6
]
将它们合并到一个有序链表中得到。
1->1->2->3->4->4->5->6
示例 2：
输入：lists = []
输出：[]
示例 3：
输入：lists = [[]]
输出：[]
提示：
k == lists.length0 <= k <= 10^40 <= lists[i].length <= 500-10^4 <= lists[i][j] <= 10^4lists[i]按 升序 排列lists[i].length的总和不超过10^4
分治+ 归并
class Solution {
public ListNode mergeKLists(ListNode[] lists) {
if(lists == null || lists.length == 0) return null;
return merge(lists, 0 , lists.length - 1);
}
ListNode merge(ListNode[] lists, int l, int r){
if(l == r) return lists[l];
int mid = l + r >>> 1;
ListNode l1 = merge(lists, l , mid);
ListNode l2 = merge(lists, mid + 1, r);
return mergeTwoLists(l1, l2);
}
ListNode mergeTwoLists(ListNode l1, ListNode l2){
if(l1 == null) return l2;
if(l2 == null) return l1;
if(l1.val < l2.val){
l1.next = mergeTwoLists(l1.next, l2);
return l1;
}else{
l2.next = mergeTwoLists(l1,l2.next);
return l2;
}
}
}
优先队列
class Solution {
public ListNode mergeKLists(ListNode[] lists) {
Queue<ListNode> pq = new PriorityQueue<>((v1, v2) -> v1.val - v2.val);
for (ListNode node: lists) {
if (node != null) {
pq.offer(node);
}
}
ListNode dummyHead = new ListNode(0);
ListNode tail = dummyHead;
while (!pq.isEmpty()) {
ListNode minNode = pq.poll();
tail.next = minNode;
tail = minNode;
if (minNode.next != null) {
pq.offer(minNode.next);
}
}
return dummyHead.next;
}
}
作者：sweetiee
链接：https://leetcode-cn.com/problems/merge-k-sorted-lists/solution/4-chong-fang-fa-xiang-jie-bi-xu-miao-dong-by-sweet/
来源：力扣（LeetCode）
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24. 两两交换链表中的节点
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.
public ListNode swapPairs(ListNode head) {
ListNode dummy = new ListNode(-1);
dummy.next = head;
for(ListNode p = dummy; p.next != null && p.next.next != null; ){
ListNode a = p.next,b = a.next;
p.next = b;
a.next = b.next;
b.next = a;
p = a;
}
return dummy.next;
}
25. K 个一组翻转链表
给你一个链表，每 k 个节点一组进行翻转，请你返回翻转后的链表。
k 是一个正整数，它的值小于或等于链表的长度。
如果节点总数不是 k 的整数倍，那么请将最后剩余的节点保持原有顺序。
示例：
给你这个链表：1->2->3->4->5
当 k = 2 时，应当返回: 2->1->4->3->5
当 k = 3 时，应当返回: 3->2->1->4->5
说明：
- 你的算法只能使用常数的额外空间。
- 你不能只是单纯的改变节点内部的值，而是需要实际进行节点交换。
public ListNode reverseKGroup(ListNode head, int k) {
if (head == null) return null;
// 区间 [a, b) 包含 k 个待反转元素
ListNode a, b;
a = b = head;
for (int i = 0; i < k; i++) {
// 不足 k 个，不需要反转，base case
if (b == null) return head;
b = b.next;
}
// 反转前 k 个元素, 返回的值就是反转之后的head
ListNode newHead = reverse(a, b);
// 递归反转后续链表并连接起来
a.next = reverseKGroup(b, k);
return newHead;
}
//反转 [head, tail)
ListNode reverse(ListNode head ,ListNode tail){
ListNode p = head, pre = null, next = null;
while(p != tail){
next = p.next;
p.next = pre;
pre = p;
p = next;
}
return pre;
}
26. 删除排序数组中的重复项
给定一个排序数组，你需要在 原地 删除重复出现的元素，使得每个元素只出现一次，返回移除后数组的新长度。
不要使用额外的数组空间，你必须在 原地 修改输入数组 并在使用 O(1) 额外空间的条件下完成。
示例 1:
给定数组 nums = [1,1,2],
函数应该返回新的长度 2, 并且原数组 nums 的前两个元素被修改为 1, 2。
你不需要考虑数组中超出新长度后面的元素。
示例 2:
给定 nums = [0,0,1,1,1,2,2,3,3,4],
函数应该返回新的长度 5, 并且原数组 nums 的前五个元素被修改为 0, 1, 2, 3, 4。
你不需要考虑数组中超出新长度后面的元素。
public int removeDuplicates(int[] nums) {
if( nums.length == 0) return 0;
//慢指针
int i = 0;
//快指针
for(int j = 1; j < nums.length; j ++){
if(nums[j] != nums[i]) nums[++i] = nums[j];
}
//返回长度
return i + 1;
}
27. 移除元素
给你一个数组 nums 和一个值 val，你需要 原地 移除所有数值等于 val 的元素，并返回移除后数组的新长度。
不要使用额外的数组空间，你必须仅使用 O(1) 额外空间并 原地 修改输入数组。
元素的顺序可以改变。你不需要考虑数组中超出新长度后面的元素。
示例 1:
给定 nums = [3,2,2,3], val = 3,
函数应该返回新的长度 2, 并且 nums 中的前两个元素均为 2。
你不需要考虑数组中超出新长度后面的元素。
示例 2:
给定 nums = [0,1,2,2,3,0,4,2], val = 2,
函数应该返回新的长度 5, 并且 nums 中的前五个元素为 0, 1, 3, 0, 4。
注意这五个元素可为任意顺序。
你不需要考虑数组中超出新长度后面的元素。
public int removeElement(int[] nums, int val) {
int k = 0;
for(int i = 0; i < nums.length; i ++){
if(nums[i] != val){
nums[k++] = nums[i];
}
}
return k;
}
28. 实现 strStr()
实现 strStr() 函数。
给定一个 haystack 字符串和一个 needle 字符串，在 haystack 字符串中找出 needle 字符串出现的第一个位置 (从0开始)。如果不存在，则返回 -1。
示例 1:
输入: haystack = "hello", needle = "ll"
输出: 2
示例 2:
输入: haystack = "aaaaa", needle = "bba"
输出: -1
说明:
当 needle 是空字符串时，我们应当返回什么值呢？这是一个在面试中很好的问题。
对于本题而言，当 needle 是空字符串时我们应当返回 0 。这与C语言的 strstr() 以及 Java的 indexOf() 定义相符。
class Solution {
public int strStr(String haystack, String needle) {
int m = haystack.length(), n = needle.length();
if (n == 0) return 0;
for(int i = 0;i <= m - n ; i ++){
//if(haystack.substring(i , i + n).equals(needle)) return i;
if(check(haystack.substring(i , i + n), needle)) return i;
}
return -1;
}
//相当于equals函数
boolean check(String s1, String s2){
int k = 0;
while(k < s2.length()){
if(s1.charAt(k) != s2.charAt(k)) return false;
k ++;
}
return true;
}
}
29. 两数相除
给定两个整数，被除数 dividend 和除数 divisor。将两数相除，要求不使用乘法、除法和 mod 运算符。
返回被除数 dividend 除以除数 divisor 得到的商。
整数除法的结果应当截去（truncate）其小数部分，例如：truncate(8.345) = 8 以及 truncate(-2.7335) = -2
示例 1:
输入: dividend = 10, divisor = 3
输出: 3
解释: 10/3 = truncate(3.33333..) = truncate(3) = 3
示例 2:
输入: dividend = 7, divisor = -3
输出: -2
解释: 7/-3 = truncate(-2.33333..) = -2
提示：
- 被除数和除数均为 32 位有符号整数。
- 除数不为 0。
- 假设我们的环境只能存储 32 位有符号整数，其数值范围是 [−231, 231 − 1]。本题中，如果除法结果溢出，则返回 231 − 1。
将被除数和除数都转成正数或负数进行计算，由于在Java中，当
t=Integer.MIN_VALUE时（t取相反数依旧是它本身）此时可能存在越界问题，因此都用负数进行计算
//O(N) 时间复杂度 超时
public int divide(int a, int b) {
//特殊情况
if(a == Integer.MIN_VALUE && b == -1) return Integer.MAX_VALUE;
//k标识a与b是否同号
boolean k = (a > 0 && b > 0) || (a < 0 && b < 0);
int res = 0;
//转化为负数
a = -Math.abs(a);
b = -Math.abs(b);
//循环减相当于除法操作
while(a <= b){
a -= b;
res ++;
}
return k? res : -res;
}
使用二分法改善，a每次减去\(2^n\)个b，res每次加上\(2^n\)
//O(log(n))
public int divide(int a, int b) {
//特殊情况
if(a == Integer.MIN_VALUE && b == -1) return Integer.MAX_VALUE;
//k标识a与b是否同号
boolean k = (a > 0 && b > 0) || (a < 0 && b < 0);
int res = 0;
//转化为负数
a = -Math.abs(a);
b = -Math.abs(b);
//循环减相当于除法操作
while(a <= b){
int temp = b;
int c = 1;
//每次减去2^n
while(a - temp <= temp){
temp = temp << 1;
c = c << 1;
}
a -= temp;
res += c;
}
return k? res : -res;
}
30. 串联所有单词的子串
给定一个字符串 s 和一些长度相同的单词 words。找出 s 中恰好可以由 words 中所有单词串联形成的子串的起始位置。
注意子串要与 words 中的单词完全匹配，中间不能有其他字符，但不需要考虑 words 中单词串联的顺序。
示例 1：
输入：
s = "barfoothefoobarman",
words = ["foo","bar"]
输出：[0,9]
解释：
从索引 0 和 9 开始的子串分别是 "barfoo" 和 "foobar" 。
输出的顺序不重要, [9,0] 也是有效答案。
示例 2：
输入：
s = "wordgoodgoodgoodbestword",
words = ["word","good","best","word"]
输出：[]
https://leetcode-cn.com/problems/substring-with-concatenation-of-all-words/
public List<Integer> findSubstring(String s, String[] words) {
List<Integer> res = new ArrayList<>();
int wordNum = words.length;
if(wordNum == 0) return res;
int wordLen = words[0].length();
// allWords存储所有单词
HashMap<String, Integer> allWords = new HashMap<>();
for(String w : words) allWords.put(w, allWords.getOrDefault(w, 0) + 1);
// 遍历所有子串
for(int i = 0; i < s.length() - wordNum * wordLen + 1; i ++){
// hasWords存储当前扫描的字符串含有的单词
HashMap<String, Integer> hasWords = new HashMap<>();
int num = 0;
// 判断该子串是否符合
while(num < wordNum){
//每次取一段
String word = s.substring(i + num * wordLen, i + (num + 1) * wordLen);
if(allWords.containsKey(word)){
hasWords.put(word, hasWords.getOrDefault(word, 0) + 1);
// 判断当前单词的value 和 allWords中该单词的value
if(hasWords.get(word) > allWords.get(word)) break;
}else{
break;
}
num ++;
}
// 判断是不是所有的单词都符合条件
if(num == wordNum) res.add(i);
}
return res;
}
