时间戳

首页 > 技术文章 > LeetCode剑指Offer刷题总结（二）

LeetCode剑指Offer刷题总结（二）

gaoyuan206 2021-04-22 23:38 原文

LeetCode过程中值得反思的细节（二）

本周10道题，此栏目将每周定期更新。题号为LeetCode剑指Offer题库中的题号。

剪绳子14

这道题需要思考剪绳子的过程

public int cuttingRope(int n) {
        if(n<=3) return n-1;
        if(n%3==0)return (int)Math.pow(3,(n/3));
        if(n%3==2)return (int)Math.pow(3,n/3)*2;
        if(n%3==1)return (int)Math.pow(3,n/3-1)*4;
        return 0;
    }

首先算术平均数大于等于几何平均数，当剪的每段长度相等时达到两个平均数互等条件。

当每段都取3时，可达到极大值，从以下公式求导可知：

动态规划算法：

public int cuttingRope(int n) {
        int[] dp = new int[n + 1];
        dp[2] = 1;
        for(int i = 3; i < n + 1; i++){
            for(int j = 2; j < i; j++){
                dp[i] = Math.max(dp[i],Math.max(j * (i - j), j * dp[i - j]));
            }
        }
        return dp[n];
    }

这个算法同样成立，但是如果不知道数学推导的话还是比较难理解这个算法，这里面包含了很多可能性都进行了比较。

剪绳子Ⅱ 14

public int cuttingRope(int n) {
        if(n<=3)return n-1;
        int b = n/3;
        long a,rem;
        if(n%3==0)return quickPow(3,n/3);
        if(n%3==1){
            rem = ((long)quickPow(3,n/3-1))*4%1000000007;
            return (int)rem;
        }
        if(n%3==2)return quickPow(3,n/3)*2%1000000007;
        return 0;
    }

    public int quickPow(long a,int b){
        long temp = 1;
        while(b>0){
            if(b%2==1) temp=(a*temp)%1000000007;
            a=a*a%1000000007;
            b=b/2;
        }
        return (int)temp;
    }

本题中，n的范围增大，故取余是一个必要操作

取余的操作有两种：例如a^b

  1. b个a相乘，每次均进行取余（%1000000007），复杂度为O(N)
  2. a^b = a^(b的二进制转换)，复杂度为O(logN)，此方法即为快速取余法（利用二进制便于理解）

上述代码的quickPow()即为取b的二进制进行相乘操作

二进制中的1个数15

本题中是以二进制形式输入一个int，进行判断二进制数中有多少个1

直接利用int十进制解决的话涉及到补码问题，需要多个if判断，并不方便，所以使用移位和与操作较好

两种思路：

  1. 每次和1与操作
  2. 每次进行 n&(n-1)，这个操作是将n最右边的1变为0，有多少次循环即有多少个1（while条件n==0）

数值的整数次方16

该题仍然是利用快速幂法的一道题，不再详细赘述，可看剪绳子14

这题的一个细节在于

int的取值范围为：

  • 最小值是 -2,147,483,648（-2^31）；
  • 最大值是 2,147,483,647（2^31 - 1）；

当int取最小值-2^31时，取反会越界而赋值出错，所以需要转换类型long

做题时，首要目标在于审题，观察数据的取值范围，进而进行if的合理安排

打印1到最大的n位数17（包含大数版）

首先第一个易错点是 Math.pow()返回的是double类型，注意强制转换。

大数需要将数字转为String形式，可调用递归返回包含所有数字的字符串。以n=2举例，共用100种全排列。

class Solution {
    int[] res;
    int n,count=0,nine=0;
    int start;
    String ans;
    char[] num,loop={'0','1','2','3','4','5','6','7','8','9'};//num并没有初始化
    public int[] printNumbers(int n) {
        this.n = n;
        start=n-1;
        num = new char[n];
        res = new int[((int)Math.pow(10,n))-1];
        dfs(0);
        return res;
    }

    public void dfs(int x){
        if(x==n){
            ans = String.valueOf(num).substring(start);
            if(!ans.equals("0")) res[count++]=Integer.parseInt(ans);
            if(n-start == nine) start--;
            return ;
        }
        for(char i :loop){
            if(i=='9') nine++;
            num[x]=i;
            dfs(x+1);
        }
        nine--;    //注意，这里相当于，例n=3,当'009'时，nine=1，当'010'时，nine=0，当'099'时，nine=2
    }
}

这里注意substring中全小写，Integer.parseInt为将String转为int

正则表达式匹配19

注意，boolean的默认值为false

先上答案：

class Solution {
    public boolean isMatch(String s, String p) {
        int m = s.length();
        int n = p.length();
        boolean[][] f = new boolean[m+1][n+1];
        f[0][0]=true;
        for(int i = 0; i < m+1 ; i++)
            for(int j = 1 ; j < n+1 ; j++){
                if(p.charAt(j-1)!='*'){
                    if(i>0 && (s.charAt(i-1)==p.charAt(j-1) || p.charAt(j-1)=='.'))
                        f[i][j]=f[i-1][j-1];
                }
                else{
                    if(j>=2){
                        f[i][j]=f[i][j-2];
                    }
                    if(i>0 && (s.charAt(i-1)==p.charAt(j-2) || p.charAt(j-2)=='.'))
                        f[i][j] |= f[i-1][j];
                }
            }
        return f[m][n];
    }
}

这里利用的是动态规划，f[m][n]表示s的前m个字符和p的前n个字符是否匹配

f[m][0]均为false除f[0][0]外

因为空串匹配空表达式，但是非空串一定不匹配空表达式

而空串不一定匹配非空表达式

这里需要注意的是.charAt()中的索引值和数组中的索引值实际上相差1

当遇到*时，两种情况：1.当前s串的字符和a*不匹配，即直接返回f[i][j-2]。2.当前s串的字符和a*匹配，直接返回f[i-1][j]，因为如果匹配的话，i-1必然也匹配。

表示数值的字符串20

有一个比较暴力的解法，利用异常自动判断

public boolean isNumber(String s) {
        s=s.trim();
        int len = s.length();
        try{
            double res = Double.parseDouble(s);
        }catch (Exception e){
            return false;
        }
        char a = s.substring(len-1).charAt(0);
        if(a>='0'&&a<='9'||(a=='.'))
            return true;
        return false;
    }

但是正常思路是利用自动机，建立状态：

共判断了8到10种状态，不同解法状态数可能不同，个人不喜欢这种解法，不再解释了。

不过，自动机解法有利于理解计算机的词法器语法器等。

数组顺序奇数前偶数后21

这道题首先可以暴力求解，遍历两次，建立新数组，时间复杂度：O(N)

双指针解法：（首尾双指针和快慢双指针）

public int[] exchange(int[] nums) {
        if(nums.length==0)
            return new int[]{};
        int left=0,right=nums.length-1;
        int temp;
        while(left!=right){
            if(nums[left]%2==1){
                left++;
                continue;
            }
            if(nums[right]%2==0){
                right--;
                continue;
            }
            temp=nums[left];
            nums[left]=nums[right];
            nums[right]=temp;
        }
        return nums;
    }

demo为首尾双指针算法，快慢双指针为：快指针去找后面的奇数，而慢指针指向当前最左的偶数。

class Solution {
    public int[] exchange(int[] nums) {
        int i=0,j=0;    //i为慢指针，j为快指针
        while(j<nums.length){
            if((nums[j]&1)!=0){
                int tmp=nums[i];
                nums[i]=nums[j];
                nums[j]=tmp;
                i++;
            }
            j++;
        }
        return nums;
    }
}

链表中倒数第k个节点22

利用快慢双指针即可解，可参考21，（easy题目不再详细解释）

class Solution {
    public ListNode getKthFromEnd(ListNode head, int k) {
        ListNode res = head;
        for(int i = 0 ; i < k ; i++){
            res = res.next;
        }
        while(res!=null){
            head = head.next;
            res = res.next;
        }
        return head;
    }
}

反转链表24

class Solution {
    public ListNode reverseList(ListNode head) {
        ListNode first=null,sec=null,thi=null;
        first = head;
        if(first!=null && first.next!=null){
            sec = first.next;
            thi = sec.next;
        }
        if(first!=null)
            first.next = null;
        while(sec!=null){
            sec.next = first;
            first = sec;
            sec = thi;
            if(thi!=null)
                thi = thi.next;
        }
        return first;
    }
}

这个方法是建立了三个临时节点，进行链表反转，easy题目不再详细解释。

官方解法，减少了判断条件：

class Solution {
    public ListNode reverseList(ListNode head) {
        ListNode prev = null;
        ListNode curr = head;
        while (curr != null) {
            ListNode next = curr.next;
            curr.next = prev;
            prev = curr;
            curr = next;
        }
        return prev;
    }
}

此外，还可以利用递归，不再详细赘述。

推荐阅读