LeetCode刷题笔记(Java)---第221-240题

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221. 最大正方形

在一个由 0 和 1 组成的二维矩阵内,找到只包含 1 的最大正方形,并返回其面积。
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  • 解答
    public static int maximalSquare(char[][] matrix) {
        int res = 0;
        int height = matrix.length;
        int width = matrix[0].length;
        int[][] dp = new int[height][width];
        for(int i=0;i<height;i++){
            dp[i][0] = matrix[i][0]-48;
        }
        for(int i=0;i<width;i++){
            dp[0][i] = matrix[0][i]-48;
        }
        for(int i = 1;i < height;i++){
            for(int j = 1; j<width;j++){
                if((matrix[i][j]-48)!=0){
                    dp[i][j] = Math.min(Math.min(dp[i-1][j-1],dp[i-1][j]),dp[i][j-1])+1;
                    if(dp[i][j] * dp[i][j] > res)
                        res = dp[i][j]*dp[i][j];
                }
            }
        }
        return res;
    }
}
  • 分析

    1.动态规划实现
    动态转移方程为
    dp[i][j] = Math.min(Math.min(dp[i-1][j-1],dp[i-1][j]),dp[i][j-1])+1;
    2.用于记录当前方格所属最大的正方形边长。(i,j之前的部分,即左边)

  • 提交结果

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222. 完全二叉树的节点个数

给出一个完全二叉树,求出该树的节点个数。

说明:

完全二叉树的定义如下:在完全二叉树中,除了最底层节点可能没填满外,其余每层节点数都达到最大值,并且最下面一层的节点都集中在该层最左边的若干位置。若最底层为第 h 层,则该层包含 1~ 2h 个节点。
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  • 解答
    //方法一
    public int countNodes(TreeNode root) {
        if(root==null)return 0;
        List<List<TreeNode>> list = new ArrayList<>();
        tb(list,root,1);
        int depth = list.size();
        int lastLayerNumber = list.get(depth-1).size();
        return (int)Math.pow(2,depth-1) - 1 + lastLayerNumber;
    }
    public void tb(List<List<TreeNode>> list,TreeNode root,int depth){
        if(root==null)return;
        if(list.size()<depth){
            list.add(new ArrayList<>());
        }
        List<TreeNode> layer = list.get(depth-1);
        layer.add(root);
        tb(list,root.left,depth+1);
        tb(list,root.right,depth+1);
    }
    //方法二
    public int countNodes(TreeNode root){
        return root == null? 0: 1 + countNodes(root.left)+ countNodes(root.right);
    }
    //方法三
    public int computeDepth(TreeNode node) {
         int d = 0;
         while (node.left != null) {
            node = node.left;
            ++d;
         }
        return d;
    }

    public boolean exists(int idx, int d, TreeNode node) {
        int left = 0, right = (int)Math.pow(2, d) - 1;
        int pivot;
        for(int i = 0; i < d; ++i) {
            pivot = left + (right - left) / 2;
            if (idx <= pivot) {
            node = node.left;
            right = pivot;
        }
        else {
            node = node.right;
            left = pivot + 1;
            }
       }
       return node != null;
    }

    public int countNodes(TreeNode root) {
        if (root == null) return 0;
        int d = computeDepth(root);
        if (d == 0) return 1;
        int left = 1, right = (int)Math.pow(2, d) - 1;
        int pivot;
        while (left <= right) {
          pivot = left + (right - left) / 2;
          if (exists(pivot, d, root)) left = pivot + 1;
          else right = pivot - 1;
        }
        return (int)Math.pow(2, d) - 1 + left;
    }
  • 分析

    1.利用递归层次遍历,遍历完完全二叉树
    2.可以得到完全二叉树的高度和最后一层的个数
    3.(int)Math.pow(2,depth-1) - 1 + lastLayerNumber;利用这个公式即可得到完全二叉树结点的数量
    4.方法二直接遍历树,计算遍历过的结点
    5.方法三二分查找,先计算层数,然后根据最后一层的范围,进行二分查找,判断二分后的中间结点是否存在,移动左右的指针,找到最后一个结点。

  • 提交结果

方法一
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方法二
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方法三
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223. 矩形面积

在二维平面上计算出两个由直线构成的矩形重叠后形成的总面积。

每个矩形由其左下顶点和右上顶点坐标表示,如图所示。
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  • 解答
    public int computeArea(int A, int B, int C, int D, int E, int F, int G, int H) {
        int res = 0;
        int leftx = Math.max(A,E);
        int lefty = Math.max(B,F);
        int rightx = Math.min(C,G);
        int righty = Math.min(D,H);
        if(E>=C || F>=D || G <= A || H <= B) res = (C-A)*(D-B) + (G-E)*(H-F);
        else res = (C-A)*(D-B) + (G-E)*(H-F) - (rightx-leftx)*(righty-lefty);
        return res;
    }
  • 分析

    1.两个矩形叠加的面积 = 两个矩形的面积-公共面积
    2.叠加部分的矩形可以根据如下得出

        int leftx = Math.max(A,E);
        int lefty = Math.max(B,F);
        int rightx = Math.min(C,G);
        int righty = Math.min(D,H);
    

    3.若E>=C || F>=D || G <= A || H <= B则表示没有公共部分
    则面积就是两个矩形的面积
    4.否则减去公共部分的面积

  • 提交结果
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224. 基本计算器

实现一个基本的计算器来计算一个简单的字符串表达式的值。

字符串表达式可以包含左括号 ( ,右括号 ),加号 + ,减号 -,非负整数和空格 。
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  • 解答
    public int evaluateExpr(Stack<Object> stack) {

        int res = 0;

        if (!stack.empty()) {
            res = (int) stack.pop();
        }

        while (!stack.empty() && !((char) stack.peek() == ')')) {
            char sign = (char) stack.pop();
            if (sign == '+') {
                res += (int) stack.pop();
            } else {
                res -= (int) stack.pop();
            }
        }
        return res;
    }
    public int calculate(String s) {
        int operand = 0;
        int n = 0;
        Stack<Object> stack = new Stack<Object>();
        for (int i = s.length() - 1; i >= 0; i--) {
            char ch = s.charAt(i);
            if (Character.isDigit(ch)) {
                operand = (int) Math.pow(10, n) * (int) (ch - '0') + operand;
                n += 1;
            } else if (ch != ' ') {
                if (n != 0) {
                    stack.push(operand);
                    n = 0;
                    operand = 0;
                }
                if (ch == '(') {
                    int res = evaluateExpr(stack);
                    stack.pop();
                    stack.push(res);
                } else {
                    stack.push(ch);
                }
            }
        }

        if (n != 0) {
            stack.push(operand);
        }
        return evaluateExpr(stack);
    }
  • 分析

    1.用栈来实现计算操作。
    2.一开始想的是从左到右遍历,但发现这样计算的顺序是从右到左计算的;
    比如 1 +2 +3 入栈 计算的顺序是 3+2+1 倒过来的。
    所以如果是减法操作 则会出错
    例如 1- 2 +3 本来的结果应该是 2。而实际的结果会得到3+2-1 = 4
    所以可以从右到左的遍历字符串
    3 + 2 - 1 倒过来计算就是 1-2+3 和实际的结果一致
    3.从右到左遍历,需要两个辅助的变量,一是保存当前的数字,二是记录当前是否存在数字。
    通过 operand = (int) Math.pow(10, n) * (int) (ch - ‘0’) + operand; 计算当前的数字
    4.遍历到的当前字符不为空,则先判断当前是否有数字。有的话将数字压栈,再判断当前是不是遇到了"(",遇到了则进行栈内的计算。否则直接将其压栈
    5.最后还需要判断当前是否有数字有的话压栈,最后计算栈内的结果。

  • 提交结果
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225. 用队列实现栈

使用队列实现栈的下列操作:

push(x) – 元素 x 入栈
pop() – 移除栈顶元素
top() – 获取栈顶元素
empty() – 返回栈是否为空
注意:

  • 你只能使用队列的基本操作-- 也就是 push to back, peek/pop from front, size, 和 is empty 这些操作是合法的。

  • 你所使用的语言也许不支持队列。 你可以使用 list 或者 deque(双端队列)来模拟一个队列 , 只要是标准的队列操作即可。

  • 你可以假设所有操作都是有效的(例如, 对一个空的栈不会调用 pop 或者 top 操作)。

  • 解答

class MyStack {
    private List<Integer> list;
    public MyStack() {
        list = new ArrayList<>();
    }

    public void push(int x) {
        list.add(x);
    }

    public int pop() {
        return list.remove(list.size()-1);
    }

    public int top() {
        return list.get(list.size() - 1);
    }

    public boolean empty() {
        return list.size() == 0;
    }
}
  • 提交结果
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226. 翻转二叉树

翻转一棵二叉树。

示例:
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备注:
这个问题是受到 Max Howell 的 原问题 启发的 :

谷歌:我们90%的工程师使用您编写的软件(Homebrew),但是您却无法在面试时在白板上写出翻转二叉树这道题,这太糟糕了。

  • 解答
    public TreeNode invertTree(TreeNode root) {
        if(root == null || (root.left == null && root.right == null))return root;
        TreeNode tmp = root.right;
        root.right = root.left;
        root.left = tmp;
        if(root.left !=null){
            root.left = invertTree(root.left);
        }
        if(root.right != null){
            root.right = invertTree(root.right);
        }
        return root;
    }
  • 分析

    1.递归实现,每层转换左右子树
    2.递归出口root == null 防止刚开始给的root为空
    3.递归出口第二个条件是减少递归的次数

  • 提交结果
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227. 基本计算器 II

实现一个基本的计算器来计算一个简单的字符串表达式的值。

字符串表达式仅包含非负整数,+, - ,*,/ 四种运算符和空格 。 整数除法仅保留整数部分。
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  • 解答
    public int calculate2(String s) {
        Stack<Integer> stack = new Stack<>();

        int sign = 1;  // 表示正负号  2-3*3 = 2+(-3)*3
        int msign = 0; // 1表示相乘 -1 表示相除  0 表示无操作
        for(int i=0; i<s.length(); i++){
            char ch = s.charAt(i);
            if(Character.isDigit(ch)){
                // 如果是数字
                int num = ch - '0';
                while(i+1<s.length() && Character.isDigit(s.charAt(i+1))){
                    num = num*10 + (s.charAt(i+1) - '0');
                    i++;
                }

                if(msign == 1){   //相乘
                    stack.push(stack.pop() * num);
                    msign = 0;
                }else if(msign == -1){  // 相除
                    stack.push(stack.pop() / num);
                    msign = 0;
                }else{
                    stack.push(num * sign);
                }

            }else if(ch == '+'){
                sign = 1;
            }else if(ch == '-'){
                sign = -1;
            }else if(ch == '*'){
                msign = 1;
                sign = 1;
            }else if(ch == '/'){
                msign = -1;
                sign = 1;
            }
        }

        int res = 0;
        while(!stack.isEmpty()){
            res += stack.pop();
        }
        return res;
    }
  • 分析

    1.将减法当作加法来处理
    2.乘法和除法做处理,压栈
    3.最后输出栈内元素的和

  • 提交结果
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228. 汇总区间

给定一个无重复元素的有序整数数组,返回数组区间范围的汇总。
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  • 解答
    public List<String> summaryRanges(int[] nums) {
        List<String> res = new ArrayList<>();
        if(nums.length==0) return res;
        int start = nums[0];
        int end = start;
        for(int i = 1;i < nums.length;i++){
            if(nums[i] - 1 == end){
                end = nums[i];
            }else{
                if(start != end){
                    String tmp = "" + start + "->" + end;
                    res.add(tmp);
                }else
                    res.add(""+start);
                start = nums[i];
                end = start;
            }
        }
        if(start != end){
            String tmp = "" + start + "->" + end;
            res.add(tmp);
        }else
            res.add(""+start);
        return res;
    }
  • 分析

    1.遍历数组,记录连续数字的首尾。
    2.当遇到不连续的数字的时候,判断首尾是否相同,相同的话 表示当前区间只有一个数字,直接插入,若不相同则说明是一段区间,根据要求插入。
    3.最后的一个区间在遍历完之后并没有插入到答案中,要记得插入

  • 提交结果
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229. 求众数 II

给定一个大小为 n 的数组,找出其中所有出现超过 ⌊ n/3 ⌋ 次的元素。

说明: 要求算法的时间复杂度为 O(n),空间复杂度为 O(1)。
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  • 解答
    public List<Integer> majorityElement(int[] nums) {
        // 创建返回值
        List<Integer> res = new ArrayList<>();
        if (nums == null || nums.length == 0) return res;
        // 初始化两个候选人candidate,和他们的计票
        int cand1 = nums[0], count1 = 0;
        int cand2 = nums[0], count2 = 0;

        // 摩尔投票法,分为两个阶段:配对阶段和计数阶段
        // 配对阶段
        for (int num : nums) {
            // 投票
            if (cand1 == num) {
                count1++;
                continue;
            }
            if (cand2 == num) {
                count2++;
                continue;
            }

            // 第1个候选人配对
            if (count1 == 0) {
                cand1 = num;
                count1++;
                continue;
            }
            // 第2个候选人配对
            if (count2 == 0) {
                cand2 = num;
                count2++;
                continue;
            }

            count1--;
            count2--;
        }

        // 计数阶段
        // 找到了两个候选人之后,需要确定票数是否满足大于 N/3
        count1 = 0;
        count2 = 0;
        for (int num : nums) {
            if (cand1 == num) count1++;
            else if (cand2 == num) count2++;
        }

        if (count1 > nums.length / 3) res.add(cand1);
        if (count2 > nums.length / 3) res.add(cand2);

        return res;
    }
  • 分析

    1.如果没有空间复杂度和线性的时间复杂度的限制,可以使用map很简单的实现
    2.而有了这一限制,则需要用到摩尔投票法

  • 提交结果
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230. 二叉搜索树中第K小的元素

给定一个二叉搜索树,编写一个函数 kthSmallest 来查找其中第 k 个最小的元素。

说明:
你可以假设 k 总是有效的,1 ≤ k ≤ 二叉搜索树元素个数。

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  • 解答
    // 方法一
    public int kthSmallest(TreeNode root, int k) {
        int n = 0;
        Stack<TreeNode> stack = new Stack<>();
        TreeNode p = root;
        while(p!=null){
            stack.push(p);
            p = p.left;
        }
        while(!stack.isEmpty()){
            TreeNode node = stack.pop();
            n++;
            if(n==k)return node.val;
            if(node.right!=null){
                p = node.right;
                while(p!=null){
                    stack.push(p);
                    p = p.left;
                }
            }
        }
        return -1;
    }
    //方法二
    public ArrayList<Integer> inorder(TreeNode root, ArrayList<Integer> arr){
        if (root == null) return arr;
        inorder(root.left, arr);
        arr.add(root.val);
        inorder(root.right, arr);
        return arr;
    }

    public int kthSmallest(TreeNode root, int k) {
        ArrayList<Integer> nums = inorder(root, new ArrayList<Integer>());
        return nums.get(k - 1);
    }
    //方法三
    int count = 0;
    public int kthSmallest(TreeNode root, int k) {
        if(root==null) return -1;

        int rtn = kthSmallest(root.left, k);
        if(rtn != -1) return rtn;
        
        count ++;
        if(count == k) return root.val;
        
        int rrtn = kthSmallest(root.right, k);
        if(rrtn != -1) return rrtn;
        
        return -1;
    }
  • 分析

    1.方法一用栈来实现中序遍历,遍历到第k个结点
    2.方法二用递归实现中序遍历,返回第k个
    3.方法三在方法二的基础上的改进,不用遍历完整个树,用一个全局变量,在记录已经遍历到第几个结点。

  • 提交结果
    方法一
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    方法二
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    方法三
    在这里插入图片描述

231. 2的幂

给定一个整数,编写一个函数来判断它是否是 2 的幂次方。
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  • 解答
    public boolean isPowerOfTwo(int n) {
        if(n == 0)return false;
        while(n!=1){
            if(n%2 != 0)return false;
            n /= 2;
        }
        return true;
    }
  • 分析

    1.一直除以2,有余数则返回false。直到等于1

  • 提交结果
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232. 用栈实现队列

使用栈实现队列的下列操作:

push(x) – 将一个元素放入队列的尾部。
pop() – 从队列首部移除元素。
peek() – 返回队列首部的元素。
empty() – 返回队列是否为空。

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  • 解答
class MyQueue {
    Stack<Integer> inStack;
    Stack<Integer> outStack;
    /** Initialize your data structure here. */
    public MyQueue() {
        inStack = new Stack<>();
        outStack = new Stack<>();
    }
    
    /** Push element x to the back of queue. */
    public void push(int x) {
        while(!outStack.isEmpty())
            inStack.push(outStack.pop());
        inStack.push(x);
    }
    
    /** Removes the element from in front of queue and returns that element. */
    public int pop() {
        while(!inStack.isEmpty())
            outStack.push(inStack.pop());
        return outStack.pop();
    }
    
    /** Get the front element. */
    public int peek() {
        while(!inStack.isEmpty())
            outStack.push(inStack.pop());
        return outStack.peek();
    }
    
    /** Returns whether the queue is empty. */
    public boolean empty() {
        return inStack.isEmpty() && outStack.isEmpty();
    }
}
  • 分析

    1.用来个栈来模拟一个队列
    2.当入队的时候,所有元素要在入队栈中,出队栈为空时,可进队
    3.当出战的时候,所有元素要在出队栈中,入队栈为空时,可出队
    4.两个栈都为空 说明队空

  • 提交结果
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233. 数字 1 的个数

给定一个整数 n,计算所有小于等于 n 的非负整数中数字 1 出现的个数。
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  • 解答
    public int countDigitOne(int n) {
        if(n<=0) return 0;
        if(n<10) return 1;
        int len = getLenOfNum(n);
        int power = (int) Math.pow(10,len-1);
        int high = n/power; // 最高位 
        int last = n - high*power;//其余位
        if(high == 1)
            return countDigitOne(last) + countDigitOne(power-1) + last + 1; // 如果最高位为1 最高位贡献了 last+1 个1 递归判断最高位以外的剩余位 以及 power-1的数贡献的1
        else 
            return power + high * countDigitOne(power-1) + countDigitOne(last); // 如果最高位不位1 最高位贡献了power个1,例如 2100 贡献了 1000个1; 其余位贡献的位数 + high*(power-1)的数贡献的1
    }
    public int getLenOfNum(int n) {
        int len = 0;
        while (n != 0) {
            len++;
            n /= 10;
        }
        return len;
    }
  • 分析

    1.用递归实现,分位最高位和剩余位
    例如1234。分位 最高位位1。剩余位234 最高位的位数4位 即1000
    2.若最高位位1,则最高位为1的数字贡献1的个数为剩余位的+1 即234+1 = 235
    然后递归的判断剩余位贡献一的个数 以及 小于1000的数贡献1的个数
    即countDigitOne(234) + countDigitOne(999)
    3.若最高位不是1,例如 2234,则最高位贡献1的个数为1000个 1000-1999
    然后递归的判断剩余位中1 的个数 即countDigitOne(last),以及小于1000的数贡献1的个数 因为这里high大于1 所以为high *(power-1) power这里指1000.

  • 提交结果
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234. 回文链表

请判断一个链表是否为回文链表。
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  • 解答
    //方法一
    public boolean isPalindrome(ListNode head) {
        if(head==null || head.next == null)return true;
        Stack<Integer> stack = new Stack<>();
        ListNode p = head;
        int len = 0;
        while(p!=null){
            len++;
            p = p.next;
        }
        p = head;
        int number = 0;
        if(len % 2 == 0){
            while(number < len / 2){
                stack.push(p.val);
                p = p.next;
                number++;
            }
        }else{
            while(number < len / 2){
                stack.push(p.val);
                p = p.next;
                number++;
            }
            p = p.next;
        }
        while(p!=null){
            if(stack.pop() != p.val)return false;
            p = p.next;
        }

        return true;
    }
    //方法二
    public boolean isPalindrome(ListNode head) {
        List<Integer> vals = new ArrayList<>();

        // Convert LinkedList into ArrayList.
        ListNode currentNode = head;
        while (currentNode != null) {
            vals.add(currentNode.val);
            currentNode = currentNode.next;
        }

        // Use two-pointer technique to check for palindrome.
        int front = 0;
        int back = vals.size() - 1;
        while (front < back) {
            // Note that we must use ! .equals instead of !=
            // because we are comparing Integer, not int.
            if (!vals.get(front).equals(vals.get(back))) {
                return false;
            }
            front++;
            back--;
        }
        return true;
    }
    //方法三
    public boolean isPalindrome(ListNode head) {

        if (head == null) return true;

        ListNode firstHalfEnd = endOfFirstHalf(head);
        ListNode secondHalfStart = reverseList(firstHalfEnd.next);

        ListNode p1 = head;
        ListNode p2 = secondHalfStart;
        boolean result = true;
        while (result && p2 != null) {
            if (p1.val != p2.val) result = false;
            p1 = p1.next;
            p2 = p2.next;
        }        

        firstHalfEnd.next = reverseList(secondHalfStart);
        return result;
    }

    private ListNode reverseList(ListNode head) {
        ListNode prev = null;
        ListNode curr = head;
        while (curr != null) {
            ListNode nextTemp = curr.next;
            curr.next = prev;
            prev = curr;
            curr = nextTemp;
        }
        return prev;
    }

    private ListNode endOfFirstHalf(ListNode head) {
        ListNode fast = head;
        ListNode slow = head;
        while (fast.next != null && fast.next.next != null) {
            fast = fast.next.next;
            slow = slow.next;
        }
        return slow;
    }
  • 分析
    方法一
    1.用栈来记录前半段
    2.继续遍历后半段和栈顶元素比较,若不相同则说明不是回文
    方法二
    1.复制到数组中,用双指针,头尾遍历,比较是否是回文
    方法三
    1.使用额外空间O(1),将链表的后半段反转
    2.然后同时遍历前半段和后半段 观察是否一致

  • 提交结果
    方法一
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    方法二
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    方法三
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235. 二叉搜索树的最近公共祖先

给定一个二叉搜索树, 找到该树中两个指定节点的最近公共祖先。

百度百科中最近公共祖先的定义为:“对于有根树 T 的两个结点 p、q,最近公共祖先表示为一个结点 x,满足 x 是 p、q 的祖先且 x 的深度尽可能大(一个节点也可以是它自己的祖先)。”

例如,给定如下二叉搜索树: root = [6,2,8,0,4,7,9,null,null,3,5]

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  • 解答
    public TreeNode lowestCommonAncestor(TreeNode root, TreeNode p, TreeNode q) {
        TreeNode node1 = root;
        TreeNode node2 = root;
        TreeNode res = root;
        while(node1 != p && node2 != q){
            if(node1 == node2)res = node1;
            if(node1 != node2)break;
            if(node1.val < p.val)
                node1 = node1.right;
            else node1 = node1.left;
            if(node2.val < q.val)
                node2 = node2.right;
            else node2 = node2.left;
        }
        if(node1 == node2)
            res = node1;
        return res;
    }
  • 分析

    1.用两个指针分别的去寻找p和q
    2.在寻找的过程中,遇到相同的结点,则将其记录下来
    遇到不同的结点,说明已经出现了分叉,直接停止寻找
    3.最后的一个if是为了避免p和q是在一条搜索路径上,例如 若p为2的结点 q为4的结点
    在while循环结束之后,res 指向值为6的结点,不满足要求。

  • 提交结果
    在这里插入图片描述

236. 二叉树的最近公共祖先

给定一个二叉树, 找到该树中两个指定节点的最近公共祖先。

百度百科中最近公共祖先的定义为:“对于有根树 T 的两个结点 p、q,最近公共祖先表示为一个结点 x,满足 x 是 p、q 的祖先且 x 的深度尽可能大(一个节点也可以是它自己的祖先)。”

例如,给定如下二叉树: root = [3,5,1,6,2,0,8,null,null,7,4]

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  • 解答
    // 方法一
    public TreeNode lowestCommonAncestor(TreeNode root, TreeNode p, TreeNode q) {
        List<TreeNode> path1 = new ArrayList<>();
        List<TreeNode> path2 = new ArrayList<>();
        TreeNode  node1 = root;
        backTrack(node1,path1,p);
        TreeNode node2 = root;
        backTrack(node2,path2,q);
        int len = Math.min(path1.size(),path2.size());
        TreeNode res = root;
        for(int i = 0;i < len;i++){
            if(path1.get(i) == path2.get(i))
                res = path1.get(i);
            else break;
        }
        return res;
    }
    public void backTrack(TreeNode node,List<TreeNode> res,TreeNode target){
         if(node == null || (res.size() != 0 && res.get(res.size()-1) == target)){
            return;
         }
         res.add(node);
         backTrack(node.left,res,target);
         backTrack(node.right,res,target);
         if(res.get(res.size()-1) != target)
            res.remove(res.size()-1);
    }
    //方法二 
    Map<Integer, TreeNode> parent = new HashMap<Integer, TreeNode>();
    Set<Integer> visited = new HashSet<Integer>();

    public void dfs(TreeNode root) {
        if (root.left != null) {
            parent.put(root.left.val, root);
            dfs(root.left);
        }
        if (root.right != null) {
            parent.put(root.right.val, root);
            dfs(root.right);
        }
    }

    public TreeNode lowestCommonAncestor(TreeNode root, TreeNode p, TreeNode q) {
        dfs(root);
        while (p != null) {
            visited.add(p.val);
            p = parent.get(p.val);
        }
        while (q != null) {
            if (visited.contains(q.val)) {
                return q;
            }
            q = parent.get(q.val);
        }
        return null;
    }
    //方法三
    private TreeNode ans = null;

    private boolean dfs(TreeNode root, TreeNode p, TreeNode q) {
        if (root == null) return false;
        boolean lson = dfs(root.left, p, q);
        boolean rson = dfs(root.right, p, q);
        if ((lson && rson) || ((root.val == p.val || root.val == q.val) && (lson || rson))) {
            ans = root;
        } 
        return lson || rson || (root.val == p.val || root.val == q.val);
    }

    public TreeNode lowestCommonAncestor(TreeNode root, TreeNode p, TreeNode q) {
        this.dfs(root, p, q);
        return this.ans;
    }
  • 分析

    方法一
    1.先利用回溯找到两个结点从根结点开始途径的结点路径。
    2.然后同时遍历两条路径,寻找最近的公共结点
    方法二
    1.先找到所有结点的父亲结点并记录下来
    2.然后从p开始 往上找父亲结点直到根结点,设为访问过
    3.接着从q开始 往上找父结点,找到第一个访问过的结点表示最近的公共祖先结点。
    方法三
    1.深度搜索遍历 返回当前结点是不是路径上的点 判断条件
    lson || rson || (root.val == p.val || root.val == q.val);
    左孩子是路径上的点或 右孩子是路径上的点 或当前点是p或q
    2.当前结点的左右孩子都是路径上的点,则说明当前结点是公共祖先
    或 或者当前结点是p或q中的一个 并且左右孩子中有一个是路径上的点,则说明当前的点是公共祖先。

  • 提交结果
    方法一
    在这里插入图片描述

方法二
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方法三
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237. 删除链表中的节点

请编写一个函数,使其可以删除某个链表中给定的(非末尾)节点,你将只被给定要求被删除的节点。

现有一个链表 – head = [4,5,1,9],它可以表示为:

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说明:

链表至少包含两个节点。
链表中所有节点的值都是唯一的。
给定的节点为非末尾节点并且一定是链表中的一个有效节点。
不要从你的函数中返回任何结果。

  • 解答
    public void deleteNode(ListNode node) {
        node.val = node.next.val;
        node.next = node.next.next;
    }
  • 分析

    1.给定删除结点的值替换成后一个值
    2.然后删除后一个结点

  • 提交结果
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238. 除自身以外数组的乘积

给你一个长度为 n 的整数数组 nums,其中 n > 1,返回输出数组 output ,其中 output[i] 等于 nums 中除 nums[i] 之外其余各元素的乘积。

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  • 解答
    public int[] productExceptSelf(int[] nums) {
        int len = nums.length;
        int[] output = new int[len];
        int left =1;
        int right = 1;
        for(int i = 0;i<len;i++){
            output[i] = left; //1,1,2,6
            left *= nums[i]; 
        }
        for(int i = len-1;i>=0;i--){
            output[i] *= right;
            right *= nums[i];
        }
        return output;
    }
  • 分析

    1.第一个for循环是得到每一位之前的乘积
    2.第二个for循环是乘以每一位之后的乘积,得到最终的乘积

  • 提交结果

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239. 滑动窗口最大值

给定一个数组 nums,有一个大小为 k 的滑动窗口从数组的最左侧移动到数组的最右侧。你只可以看到在滑动窗口内的 k 个数字。滑动窗口每次只向右移动一位。

返回滑动窗口中的最大值。

进阶:

你能在线性时间复杂度内解决此题吗?

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  • 解答
    ArrayDeque<Integer> deq = new ArrayDeque<Integer>();
    int [] nums;

    public void clean_deque(int i, int k) {

        if (!deq.isEmpty() && deq.getFirst() == i - k)//队中的首位已经超出滑动窗口范围
            deq.removeFirst();
        while (!deq.isEmpty() && nums[i] > nums[deq.getLast()])// 从队尾开始删除比新加入的结点小的数                         
            deq.removeLast();
    }

    public int[] maxSlidingWindow(int[] nums, int k) {
        int n = nums.length;
        if (n * k == 0) return new int[0];
        if (k == 1) return nums;
        
        this.nums = nums;
        int max_idx = 0; // 记录下最大值的下标
        for (int i = 0; i < k; i++) {
            clean_deque(i, k); // 调整队列
            deq.addLast(i);// 尾部插入
            if (nums[i] > nums[max_idx]) max_idx = i;//更新最大值下标
        }
        int [] output = new int[n - k + 1];
        output[0] = nums[max_idx];//第一个滑动窗口内的最大值
        
        for (int i  = k; i < n; i++) {//滑动窗口最右侧的值 即每次移动新加入的值的下标为i
            clean_deque(i, k);// 调整队列
            deq.addLast(i);// 尾部插入
            output[i - k + 1] = nums[deq.getFirst()];//第(i-k+1)个滑动窗口内的最大值 即队列中的首个
        }
        return output;
    }
  • 分析

    1.使用双端队列来记录滑动窗口内的数值,队头总是最大的。新插入的值从队尾插入,从后往前删除比队尾小的数值。这样当滑动窗口移动后,若队伍中的第一位不在滑动窗口内而移除的时候,之后顶替队头的元素也是当前队伍中最大的元素下标。
    2.先判断第一个窗口内的元素,按照上述规则依次入队,根据条件出队。得出第一个窗口的最大值。
    3.然后从k开始,即滑动窗口最右侧,即每次移动新加入的值的下标。根据1,进行队伍调整。第(i-k+1)个滑动窗口内的最大值 即队列中的首个元素对应的值。

  • 提交结果
    在这里插入图片描述

240. 搜索二维矩阵 II

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:
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  • 解答
    方法一
    public boolean searchMatrix(int[][] matrix, int target) {
        int m = matrix.length;
        if(m == 0)return false;
        int n = matrix[0].length;
        if(n == 0)return false;
        for(int i = 0;i < m;i++){
            int left = 0;
            int right = n-1;
            while(left<=right){
                int mid = (left+right)/2;
                if(matrix[i][mid] > target){
                    right = mid -1;
                }else if(matrix[i][mid] < target)
                    left = mid +1;
                else return true;
            }
        }
        return false;
    }
    方法二
    public boolean searchMatrix(int[][] matrix, int target) {
        int m = matrix.length;
        if(m == 0)return false;
        int n = matrix[0].length;
        if(n == 0)return false;
        int row = m-1;
        int column = 0;
        while(true){
            if(row < 0 || row == m || column < 0 || column == n)break;
            if(matrix[row][column] > target)
                row--;
            else if(matrix[row][column] < target)
                column++;
            else return true;
        }
        return false;
    }
  • 分析

    方法一
    1.进行逐层的二分查找
    方法二
    从矩阵的左下角开始寻找
    若当前值大于目标值,则将row-1 即跳到上面一行。因为这一行的右边肯定是大于当前值的 所以这一行直接跳过 去上一行寻找。
    若当前值小于目标值,则将column+1 即跳过这一列,去下一列寻找。因为这一列的上方肯定是小于当前值的,所以这一列直接跳过,去下一列寻找。

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    方法一
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