【直通BAT】剑指Offer-经典试题整理(1)

3.1 找出数组中重复的数
来源:AcWing

题目描述
给定一个长度为 n 的整数数组 nums,数组中所有的数字都在 0∼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重复了,也不知道每个数字重复了几次。

请找出数组中任意一个重复的数字。

注意:如果某些数字不在 0∼n−1 的范围内,或数组中不包含重复数字,则返回 -1;

样例

给定 nums = [2, 3, 5, 4, 3, 2, 6, 7]。

返回 2 或 3。
解法
解法一
排序后,顺序扫描,判断是否有重复,时间复杂度为 O(n²)。

解法二
利用哈希表,遍历数组,如果哈希表中没有该元素,则存入哈希表中,否则返回重复的元素。时间复杂度为 O(n),空间复杂度为 O(n)。

解法三
长度为 n,元素的数值范围也为 n,如果没有重复元素,那么数组每个下标对应的值与下标相等。

从头到尾遍历数组,当扫描到下标 i 的数字 nums[i]:

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如果等于 i,继续向下扫描;

如果不等于 i,拿它与第 nums[i] 个数进行比较,如果相等,说明有重复值,返回 nums[i]。如果不相等,就把第 i个数 和第 nums[i] 个数交换。重复这个比较交换的过程。

此算法时间复杂度为 O(n),因为每个元素最多只要两次交换,就能确定位置(比如把 2 跟 5 交换,此时 2 在正确的位置,而 5 需要再交换一次就能跑到正确的位置)。空间复杂度为 O(1)。

class Solution {
    
    /**
     * 查找数组中的重复元素
     * 
     * @param nums 数组
     * @return 其中一个重复的元素
     */
    public int duplicateInArray(int[] nums) {
        if (nums == null || nums.length < 2) {
            return -1;
        }

        int n = nums.length;
        for (int e : nums) {
            if (e < 0 || e > n - 1) {
                return -1;
            }
        }
        for (int i = 0; i < n; ++i) {
            while (nums[i] != i) {
                int val = nums[nums[i]];
                if (nums[i] == val) {
                    return val;
                }
                swap(nums, i, nums[i]);
            }
        }
        return -1;
    }

    private void swap(int[] nums, int i, int j) {
        int t = nums[i];
        nums[i] = nums[j];
        nums[j] = t;
    }
}

3.2 不修改数组找出重复的数字
来源:AcWing

题目描述
给定一个长度为 n+1 的数组 nums,数组中所有的数均在 1∼n 的范围内,其中 n≥1。

请找出数组中任意一个重复的数,但不能修改输入的数组。

样例

给定 nums = [2, 3, 5, 4, 3, 2, 6, 7]。

返回 2 或 3。
思考题:如果只能使用 O(1) 的额外空间,该怎么做呢?

解法
解法一
创建长度为 n+1 的辅助数组,把原数组的元素复制到辅助数组中。如果原数组被复制的数是 m,则放到辅助数组第 m 个位置。这样很容易找出重复元素。空间复杂度为 O(n)。

解法二
数组元素的取值范围是 [1, n],对该范围对半划分,分成 [1, middle], [middle+1, n]。计算数组中有多少个(count)元素落在 [1, middle] 区间内,如果 count 大于 middle-1+1,那么说明这个范围内有重复元素,否则在另一个范围内。继续对这个范围对半划分,继续统计区间内元素数量。

时间复杂度 O(n * log n),空间复杂度 O(1)。

注意,此方法无法找出所有重复的元素。

class Solution {

    /**
     * 不修改数组查找重复的元素,没有则返回0
     *
     * @param nums 数组
     * @return 重复的元素
     */
    public int duplicateInArray(int[] nums) {
        if (nums == null || nums.length < 2) {
            return 0;
        }
        int start = 1, end = nums.length - 1;
        while (start <= end) {
            int mid = start + ((end - start) >> 1);
            int cnt = getCountRange(nums, start, mid);
            if (start == end) {
                if (cnt > 1) {
                    // 找到重复的数字
                    return start;
                }
                break;
            }
            if (cnt > mid - start + 1) {
                end = mid;
            } else {
                start = mid + 1;
            }
        }
        return 0;
    }

    /**
     * 计算整个数组中有多少个数的取值在[from, to] 之间
     *
     * @param nums 数组
     * @param from 左边界
     * @param to 右边界
     * @return 数量
     */
    private int getCountRange(int[] nums, int from, int to) {
        int cnt = 0;
        for (int e : nums) {
            if (e >= from && e <= to) {
                ++cnt;
            }
        }
        return cnt;
    }
}

4 二维数组中的查找
来源:AcWing

题目描述
在一个二维数组中,每一行都按照从左到右递增的顺序排序,每一列都按照从上到下递增的顺序排序。

请完成一个函数,输入这样的一个二维数组和一个整数,判断数组中是否含有该整数。

样例

输入数组:

[
[1,2,8,9],
[2,4,9,12],
[4,7,10,13],
[6,8,11,15]
]

如果输入查找数值为7,则返回true,

如果输入查找数值为5,则返回false。
解法
从二维数组的右上方开始查找:

若元素值等于 target,返回 true;

若元素值大于 target,砍掉这一列,即 --j;

若元素值小于 target,砍掉这一行,即 ++i。

也可以从二维数组的左下方开始查找,以下代码使用左下方作为查找的起点。

注意,不能选择左上方或者右下方的数字,因为这样无法缩小查找的范围。

class Solution {

    /**
     * 二维数组中的查找
     *
     * @param array 二维数组
     * @param target 要查找的值
     * @return 是否找到该值
     */
    public boolean searchArray(int[][] array, int target) {
        if (array == null || array.length < 1) {
            return false;
        }
        int m = array.length, n = array[0].length;
        int i = 0, j = n - 1;
        while (i < m && j >= 0) {
            if (array[i][j] == target) {
                return true;
            }
            if (array[i][j] < target) {
                ++i;
            } else {
                --j;
            }
        }
        return false;
    }
}

5 替换空格
来源:AcWing

题目描述
请实现一个函数,把字符串中的每个空格替换成 “%20”。

你可以假定输入字符串的长度最大是 1000。 注意输出字符串的长度可能大于 1000。

样例

输入:“We are happy.”

输出:“We%20are%20happy.”
解法
解法一
利用正则匹配替换。

class Solution {

    /**
     * 将字符串中的所有空格替换为%20
     *
     * @param str 字符串
     * @return 替换后的字符串
     */
    public String replaceSpaces(StringBuffer str) {
        return str == null ? null : str.toString().replaceAll(" ", "%20");
    }
}

解法二
先遍历原字符串,遇到空格,则在原字符串末尾 append 任意两个字符,如两个空格。

用指针 i 指向原字符串末尾,j 指向现字符串末尾,i, j 从后往前遍历,当 i 遇到空格,j 位置依次要赋值为 ‘0’,‘2’,’%’,若不是空格,直接赋值为 i 指向的字符。

思路扩展:

在合并两个数组(包括字符串)时,如果从前往后复制每个数字(或字符)需要重复移动数字(或字符)多次,那么我们可以考虑从后往前复制,这样就能减少移动的次数,从而提高效率。

class Solution {

    /**
     * 将字符串中的所有空格替换为%20
     *
     * @param str 字符串
     * @return 替换后的字符串
     */
    public String replaceSpaces(StringBuffer str) {
        if (str == null) {
            return null;
        }
        
        int len = str.length();
        for (int i = 0; i < len; ++i) {
            if (str.charAt(i) == ' ') {
                str.append("  ");
            }
        }

        int i = len - 1, j = str.length() - 1;
        for (; i >= 0; --i) {
            char ch = str.charAt(i);
            if (ch == ' ') {
                str.setCharAt(j--, '0');
                str.setCharAt(j--, '2');
                str.setCharAt(j--, '%');
            } else {
                str.setCharAt(j--, ch);
            }
        }
        return str.toString();
    }
}

6 从尾到头打印链表
来源:AcWing

题目描述
输入一个链表的头结点,按照 从尾到头 的顺序返回节点的值。

返回的结果用数组存储。

样例

输入:[2, 3, 5]
返回:[5, 3, 2]
解法
遍历链表,每个链表结点值 push 进栈,最后将栈中元素依次 pop 到数组中。

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
class Solution {

    /**
     * 从尾到头打印链表
     *
     * @param head 链表头结点
     * @return 结果数组
     */
    public int[] printListReversingly(ListNode head) {
        if (head == null) {
            return null;
        }
        Stack<Integer> stack = new Stack<>();
        ListNode cur = head;
        int cnt = 0;
        while (cur != null) {
            stack.push(cur.val);
            cur = cur.next;
            ++cnt;
        }

        int[] res = new int[cnt];
        int i = 0;
        while (!stack.isEmpty()) {
            res[i++] = stack.pop();
        }
        return res;
    }
}

7 重建二叉树
来源:AcWing

题目描述
输入一棵二叉树前序遍历和中序遍历的结果,请重建该二叉树。

样例

给定:
前序遍历是:[3, 9, 20, 15, 7]
中序遍历是:[9, 3, 15, 20, 7]

返回:[3, 9, 20, null, null, 15, 7, null, null, null, null]
返回的二叉树如下所示:
3
/
9 20
/
15 7
解法
在二叉树的前序遍历序列中,第一个数字总是根结点的值。在中序遍历序列中,根结点的值在序列的中间,左子树的结点位于根结点左侧,而右子树的结点位于根结点值的右侧。

遍历中序序列,找到根结点,递归构建左子树与右子树。

注意添加特殊情况的 if 判断。

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
class Solution {

    /**
     * 重建二叉树
     *
     * @param preorder 前序遍历序列
     * @param inorder 中序遍历序列
     * @return 二叉树根结点
     */
    public TreeNode buildTree(int[] preorder, int[] inorder) {
        if (preorder == null || inorder == null || preorder.length == 0 || preorder.length != inorder.length) {
            return null;
        }

        return build(preorder, inorder, 0, preorder.length - 1, 0, inorder.length - 1);
    }

    private TreeNode build(int[] preorder, int[] inorder, int s1, int e1, int s2, int e2) {
        int rootVal = preorder[s1];
        TreeNode root = new TreeNode(rootVal);
        if (s1 == e1) {
            return root;
        }

        int i = s2, cnt = 0;
        for (; i <= e2; ++i) {
            if (inorder[i] == rootVal) {
                break;
            }
            ++cnt;
        }

        root.left = cnt > 0 ? build(preorder, inorder, s1 + 1, s1 + cnt, s2, i - 1) : null;
        root.right = i < e2 ? build(preorder, inorder, s1 + cnt + 1, e1, i + 1, e2) : null;
        return root;
    }
}

8 二叉树的下一个节点
来源:AcWing

题目描述
给定一棵二叉树的其中一个节点,请找出中序遍历序列的下一个节点。

注意:

如果给定的节点是中序遍历序列的最后一个,则返回空节点;

二叉树一定不为空,且给定的节点一定不是空节点。

样例

假定二叉树是:[2, 1, 3, null, null, null, null], 给出的是值等于 2 的节点。

则应返回值等于 3 的节点。

解释:该二叉树的结构如下,2 的后继节点是 3。
2
/
1 3
解法
对于结点 p:

如果它有右子树,则右子树的最左结点就是它的下一个结点;

如果它没有右子树,判断它与父结点 p.father 的位置情况:

如果它是父结点的左孩子,那么父结点 p.father 就是它的下一个结点;

如果它是父结点的右孩子,一直向上寻找,直到找到某个结点,它是它父结点的左孩子,那么该父结点就是 p 的下一个结点。

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode father;
 *     TreeNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
class Solution {

    /**
     * 获取二叉树中序遍历结点的下一个结点
     *
     * @param p 某结点
     * @return p的下一个结点
     */
    public TreeNode inorderSuccessor(TreeNode p) {
        if (p == null) {
            return null;
        }

        TreeNode cur = p.right;

        // 右子树不为空
        if (cur != null) {
            while (cur.left != null) {
                cur = cur.left;
            }
            return cur;
        }

        // 右子树为空
        TreeNode father = p.father;
        while (father != null && father.left != p) {
            p = father;
            father = p.father;
        }
        return father;
    }
}

9.1 用两个栈实现队列
来源:AcWing

题目描述
请用栈实现一个队列,支持如下四种操作:

push(x) – 将元素x插到队尾。

pop(x) – 将队首的元素弹出,并返回该元素。

peek() – 返回队首元素。

empty() – 返回队列是否为空。

注意:

你只能使用栈的标准操作:push to top,peek/pop from top, size 和 is empty;

如果你选择的编程语言没有栈的标准库,你可以使用 list 或者 deque 等模拟栈的操作;

输入数据保证合法,例如,在队列为空时,不会进行 pop 或者 peek 等操作;

样例

MyQueue queue = new MyQueue();

queue.push(1);
queue.push(2);
queue.peek();  // returns 1
queue.pop();   // returns 1
queue.empty(); // returns false

解法
push 操作,每次都存入 s1; pop 操作,每次从 s2 取:

s2 栈不为空时,不能将 s1 元素倒入;

s2 栈为空时,需要一次将 s1 元素全部倒入。

class MyQueue {

    private Stack<Integer> s1;
    private Stack<Integer> s2;

    /** Initialize your data structure here. */
    public MyQueue() {
        s1 = new Stack<>();
        s2 = new Stack<>();
    }

    /** Push element x to the back of queue. */
    public void push(int x) {
        s1.push(x);
    }

    /** Removes the element from in front of queue and returns that element. */
    public int pop() {
        int t = peek();
        s2.pop();
        return t;
    }

    /** Get the front element. */
    public int peek() {
        if (s2.isEmpty()) {
            while (!s1.isEmpty()) {
                s2.push(s1.pop());
            }
        }
        return s2.peek();
    }

    /** Returns whether the queue is empty. */
    public boolean empty() {
        return s1.isEmpty() && s2.isEmpty();
    }
}

/**
 * Your MyQueue object will be instantiated and called as such:
 * MyQueue obj = new MyQueue();
 * obj.push(x);
 * int param_2 = obj.pop();
 * int param_3 = obj.peek();
 * boolean param_4 = obj.empty();
 */

9.2 用两个队列实现栈
来源:LeetCode

题目描述
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)。

解法
出栈时,先将队列的元素依次移入另一个队列中,直到队列剩下一个元素。将该元素出队即可。

进栈时,将元素压入不为空的那一个队列即可。如果两队列都为空,随便压入其中一个队列。

class MyStack {

    private Queue<Integer> q1;
    private Queue<Integer> q2;

    /** Initialize your data structure here. */
    public MyStack() {
        q1 = new LinkedList<>();
        q2 = new LinkedList<>();
    }

    /** Push element x onto stack. */
    public void push(int x) {
        if (empty() || q2.isEmpty()) {
            q1.offer(x);
        } else {
            q2.offer(x);
        }
    }

    /** Removes the element on top of the stack and returns that element. */
    public int pop() {
        if (q1.isEmpty()) {
            while (q2.size() > 1) {
                q1.offer(q2.poll());
            }
            return q2.poll();
        }

        while (q1.size() > 1) {
            q2.offer(q1.poll());
        }
        return q1.poll();
    }

    /** Get the top element. */
    public int top() {
        int val = pop();
        push(val);
        return  val;
    }

    /** Returns whether the stack is empty. */
    public boolean empty() {
        return q1.isEmpty() && q2.isEmpty();
    }
}

/**
 * Your MyStack object will be instantiated and called as such:
 * MyStack obj = new MyStack();
 * obj.push(x);
 * int param_2 = obj.pop();
 * int param_3 = obj.top();
 * boolean param_4 = obj.empty();
 */

10.1 斐波那契数列
来源:AcWing

题目描述
输入一个整数 n ,求斐波那契数列的第 n 项。

假定从 0 开始,第 0 项为 0。(n<=39)

样例

输入整数 n=5

返回 5
解法
解法一
采用递归方式,简洁明了,但效率很低,存在大量的重复计算。

                f(10)
               /        
            f(9)         f(8)
          /            /    
       f(8)     f(7)  f(7)   f(6)
      /        /  
   f(7)  f(6)  f(6) f(5)  
class Solution {

    /**
     * 求斐波那契数列的第n项,n从0开始
     *
     * @param n 第n项
     * @return 第n项的值
     */
    public int Fibonacci(int n) {
        if (n < 2) {
            return n;
        }
        return Fibonacci(n - 1) + Fibonacci(n - 2);
    }
}

解法二
从下往上计算,递推,时间复杂度 O(n)。可以用数组存储,空间复杂度 O(n);也可以用变量存储,空间复杂度 O(1)。

class Solution {

    /**
     * 求斐波那契数列的第n项,n从0开始
     *
     * @param n 第n项
     * @return 第n项的值
     */
    public int Fibonacci(int n) {
        if (n < 2) {
            return n;
        }

        int a = 1, b = 1;
        for (int i = 2; i < n; ++i) {
            b = a + b;
            a = b - a;
        }
        return b;
    }
}
10.2 跳台阶
来源:NowCoder

题目描述
一只青蛙一次可以跳上1级台阶,也可以跳上2级。求该青蛙跳上一个n级的台阶总共有多少种跳法(先后次序不同算不同的结果)。

解法
跳上 n 级台阶,可以从 n-1 级跳 1 级上去,也可以从 n-2 级跳 2 级上去。所以

f(n) = f(n-1) + f(n-2)
class Solution {

    /**
     * 青蛙跳台阶
     *
     * @param target 跳上的那一级台阶
     * @return 多少种跳法
     */
    public int JumpFloor(int target) {
        if (target < 3) {
            return target;
        }
        int a = 1, b = 2;
        for (int i = 3; i <= target; ++i) {
            b = a + b;
            a = b - a;
        }
        return b;
    }
}

10.3 变态跳台阶
来源:NowCoder

题目描述
一只青蛙一次可以跳上1级台阶,也可以跳上2级……它也可以跳上n级。求该青蛙跳上一个n级的台阶总共有多少种跳法。

解法
解法一:数学推导
跳上 n-1 级台阶,可以从 n-2 级跳 1 级上去,也可以从 n-3 级跳 2 级上去…那么

f(n-1) = f(n-2) + f(n-3) + … + f(0)
跳上 n 级台阶,可以从 n-1 级跳 1 级上去,也可以从 n-2 级跳 2 级上去…那么

f(n) = f(n-1) + f(n-2) + … + f(0)
综上可得

f(n) - f(n-1) = f(n-1)

f(n) = 2*f(n-1)
所以 f(n) 是一个等比数列

class Solution {

/**
 * 青蛙跳台阶II
 *
 * @param target 跳上的那一级台阶
 * @return 多少种跳法
 */
public int JumpFloorII(int target) {
    return (int) Math.pow(2, target - 1);
}

}
注意,这一解法已同步贡献给开源仓库 CS-Notes。

解法二:动态规划
每当计算 res[i],把前面所有结果累加起来。

class Solution {

    /**
     * 青蛙跳台阶II
     *
     * @param target 跳上的那一级台阶
     * @return 多少种跳法
     */
    public int JumpFloorII(int target) {
        if (target < 3) {
            return target;
        }
        int[] res = new int[target + 1];
        Arrays.fill(res, 1);
        for (int i = 2; i <= target; ++i) {
            for (int j = 1; j < i; ++j) {
                res[i] += res[j];
            }
        }
        return res[target];
    }
}

10.4 矩形覆盖
来源:NowCoder

题目描述
我们可以用21的小矩形横着或者竖着去覆盖更大的矩形。请问用n个21的小矩形无重叠地覆盖一个2*n的大矩形,总共有多少种方法?

解法
覆盖 2*n 的矩形:

可以先覆盖 2n-1 的矩形,再覆盖一个 21 的矩形;

也可以先覆盖 2*(n-2) 的矩形,再覆盖两个 1*2 的矩形。

解法一:利用数组存放结果

class Solution {

    /**
     * 矩形覆盖
     * 
     * @param target 2*target大小的矩形
     * @return 多少种覆盖方法
     */
    public int RectCover(int target) {
        if (target < 3) {
            return target;
        }
        int[] res = new int[target + 1];
        res[1] = 1;
        res[2] = 2;
        for (int i = 3; i <= target; ++i) {
            res[i] = res[i - 1] + res[i - 2];
        }
        return res[target];
    }
}

解法二:直接用变量存储结果

class Solution {

    /**
     * 矩形覆盖
     *
     * @param target 2*target大小的矩形
     * @return 多少种覆盖方法
     */
    public int RectCover(int target) {
        if (target < 3) {
            return target;
        }
        int a = 1, b = 2;
        for (int i = 3; i <= target; ++i) {
            b = a + b;
            a = b - a;
        }
        return b;
    }
}

11 旋转数组的最小数字
来源:AcWing

题目描述
把一个数组最开始的若干个元素搬到数组的末尾,我们称之为数组的旋转。

输入一个升序的数组的一个旋转,输出旋转数组的最小元素。

例如数组 {3,4,5,1,2} 为 {1,2,3,4,5} 的一个旋转,该数组的最小值为 1。

数组可能包含重复项。

注意:数组内所含元素非负,若数组大小为 0,请返回 -1。

样例

输入:nums=[2,2,2,0,1]

输出:0
解法
解法一
直接遍历数组找最小值,时间复杂度 O(n),不推荐。

class Solution {

    /**
     * 获取旋转数组的最小元素
     *
     * @param nums 旋转数组
     * @return 数组中的最小值
     */
    public int findMin(int[] nums) {
        if (nums == null || nums.length == 0) {
            return -1;
        }
        int min = nums[0];
        int n = nums.length;
        if (min < nums[n - 1]) {
            return min;
        }
        for (int i = 1; i < n; ++i) {
            min = Math.min(min, nums[i]);
        }
        return min;
    }
}

解法二
利用指针 start,end 指向数组的首尾,如果 nums[start] < nums[end],说明数组是递增数组,直接返回 nums[start]。否则进行如下讨论。

计算中间指针 mid:

如果此时 nums[start], nums[end], nums[mid] 两两相等,此时无法采用二分方式,只能通过遍历区间 [start,end) 获取最小值;

如果此时 start,end 相邻,说明此时 end 指向的元素是最小值,返回 nums[end];

如果此时 nums[mid] >= nums[start],说明 mid 位于左边的递增数组中,最小值在右边,因此,把 start 指向 mid,此时保持了 start 指向左边递增子数组;

如果此时 nums[mid] <= nums[end],说明 mid 位于右边的递增数组中,最小值在左边,因此,把 end 指向 mid,此时保持了 end 指向右边递增子数组。

/**
 * @author bingo
 * @since 2018/12/17
 */

class Solution {

    /**
     * 获取旋转数组的最小元素
     *
     * @param nums 旋转数组
     * @return 数组中的最小值
     */
    public int findMin(int[] nums) {
        if (nums == null || nums.length == 0) {
            return -1;
        }
        int start = 0, end = nums.length - 1;

        if (nums[start] < nums[end]) {
            // 说明这是一个单调递增数组
            return nums[start];
        }
        while (end - start > 1) {
            int mid = start + ((end - start) >> 1);
            if (nums[start] == nums[end] && nums[mid] == nums[start]) {
                // 三个数都相等,只能在[start, end)区间遍历,找出最小值
                return findMin(nums, start, end);
            }
            if (nums[mid] >= nums[start]) {
                start = mid;
            } else {
                end = mid;
            }
        }
        return nums[end];
    }

    private int findMin(int[] nums, int start, int end) {
        int min = Integer.MAX_VALUE;
        for (int i = start; i < end; ++i) {
            min = Math.min(min, nums[i]);
        }
        return min;
    }
}

12 矩阵中的路径
来源:AcWing

题目描述
请设计一个函数,用来判断在一个矩阵中是否存在一条包含某字符串所有字符的路径。

路径可以从矩阵中的任意一个格子开始,每一步可以在矩阵中向左,向右,向上,向下移动一个格子。

如果一条路径经过了矩阵中的某一个格子,则之后不能再次进入这个格子。

注意:

输入的路径不为空;

所有出现的字符均为大写英文字母。

样例

matrix=
[
[‘A’,‘B’,‘C’,‘E’],
[‘S’,‘F’,‘C’,‘S’],
[‘A’,‘D’,‘E’,‘E’]
]

str=“BCCE” , return “true”

str=“ASAE” , return “false”
解法
回溯法。首先,任选一个格子作为路径起点。假设格子对应的字符为 ch,并且对应路径上的第 i 个字符。若相等,到相邻格子寻找路径上的第 i+1 个字符。重复这一过程。

class Solution {

    /**
     * 判断矩阵中是否包含某条路径
     *
     * @param matrix 矩阵
     * @param str 路径
     * @return 是否包含某条路径
     */
    public boolean hasPath(char[][] matrix, String str) {
        if (matrix ==  null || matrix.length == 0 || str == null) {
            return false;
        }

        int m = matrix.length, n = matrix[0].length;

        boolean[][] visited = new boolean[m][n];
        int pathLength = 0;
        for (int i = 0; i < m; ++i) {
            for (int j = 0; j < n; ++j) {
                if (hasPath(matrix, str, i, j, visited, pathLength)) {
                    return true;
                }
            }
        }
        return false;
    }

    private boolean hasPath(char[][] matrix, String str, int i, int j, boolean[][] visited, int pathLength) {
        if (pathLength == str.length()) {
            return true;
        }
        boolean hasPath = false;
        if (i >= 0 && i < matrix.length && j >= 0 && j < matrix[0].length
                && !visited[i][j] && matrix[i][j] == str.charAt(pathLength)) {
            ++pathLength;
            visited[i][j] = true;
            hasPath = hasPath(matrix, str, i + 1, j, visited, pathLength)
                    || hasPath(matrix, str, i - 1, j, visited, pathLength)
                    || hasPath(matrix, str, i, j + 1, visited, pathLength)
                    || hasPath(matrix, str, i, j - 1, visited, pathLength);
            if (!hasPath) {
                --pathLength;
                visited[i][j] = false;
            }
        }
        return hasPath;
    }
}

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