【自我救赎--牛客网Top101 4天刷题计划】 第四天 登峰造极
2024-04-12 15:00:58
第四天
声明：本系列文章仅适合二刷有经验的算法er学习，以后会出详细的每一题的讲解，这里只是简单的说明思路来帮助大家快速刷完Top101，另外博主的算法全程跟着 labuladong 大佬学习，这里特此声明
45.滑动窗口的最大值
解题思路
- 维护一个双端队列，先遍历一个窗口，加入第一个值，通过while循环去掉比自己先进队列但是值小于自己的节点
- 遍历后续数组元素，此时双端队列头结点即为滑动窗口的最大值，继而通过 while 循环弹出窗口移走后的值
代码实现
public class Solution {public ArrayList<Integer> maxInWindows(int [] num, int size) {ArrayList<Integer> res = new ArrayList<Integer>();//窗口大于数组长度的时候，返回空if(size <= num.length && size != 0){//双向队列ArrayDeque <Integer> dq = new ArrayDeque<Integer>(); //先遍历一个窗口for(int i = 0; i < size; i++){//去掉比自己先进队列的小于自己的值while(!dq.isEmpty() && num[dq.peekLast()] < num[i])dq.pollLast();dq.add(i);}//遍历后续数组元素for(int i = size; i < num.length; i++){//取窗口内的最大值res.add(num[dq.peekFirst()]);while(!dq.isEmpty() && dq.peekFirst() < (i - size + 1))//弹出窗口移走后的值dq.pollFirst(); //加入新的值前，去掉比自己先进队列的小于自己的值while(!dq.isEmpty() && num[dq.peekLast()] < num[i])dq.pollLast();dq.add(i);}res.add(num[dq.pollFirst()]);} return res;}
}
46.最小K个数
解题思路
维护一个最大堆，先往堆中加入K个元素，如果后续数组中的元素值小于堆顶元素的值，让堆顶元素弹出，加入此较小的元素
代码实现
public class Solution {public ArrayList<Integer> GetLeastNumbers_Solution(int[] input, int k) {ArrayList<Integer> res = new ArrayList<>();if (k == 0 || input.length == 0) {return res;}//大根堆PriorityQueue<Integer> q = new PriorityQueue<>((o1, o2) -> o2.compareTo(o1));for (int i = 0; i < k; i++) {q.offer(input[i]);}for (int i = k; i < input.length; i++) {//较小的元素入堆，弹出较大的元素if (q.peek() > input[i]) {q.poll();q.offer(input[i]);}}for (int i = 0; i < k; i++) {res.add(q.poll());}return res;}
}
47.寻找第K大
解题思路
通过快速排序的方式来进行寻找，经典题，建议背诵
代码实现
public class Solution {public int findKth(int[] a, int n, int K) {// write code hereshuffle(a);int lo = 0, hi = a.length - 1;K = a.length - K;while (lo <= hi) {int p = partition(a, lo, hi);if (p < K) {lo = p + 1;} else if (p > K) {hi = p - 1;} else {return a[p];}}return -1;}public int partition(int[] nums, int lo, int hi) {int pivot = nums[lo];// 关于区间的边界控制需格外小心，稍有不慎就会出错// 我这里把 i, j 定义为开区间，同时定义：// [lo, i) <= pivot；(j, hi] > pivot// 之后都要正确维护这个边界区间的定义int i = lo + 1, j = hi;while (i <= j) {while (i < hi && nums[i] <= pivot) {i++;}while (j > lo && nums[j] > pivot) {j--;}// 此时 [lo, i) <= pivot && (j, hi] > pivotif (i >= j) {break;}swap(nums, i, j);}swap(nums, lo, j);return j;}public void shuffle(int[] nums) {Random rand = new Random();int n = nums.length;for (int i = 0; i < n; i++) {int r = i + rand.nextInt(n - i);swap(nums, i, r);}}public void swap(int[] nums, int i, int j) {int temp = nums[i];nums[i] = nums[j];nums[j] = temp;}
}
48.数据流中的中位数
解题思路
由于数组大小不确定，因此每次新加入一个元素就进行一次排序时间复杂度很高，这里可以使用插入排序的思路进行
代码实现
public class Solution {ArrayList<Integer> val = new ArrayList<>();public void Insert(Integer num) {if (val.isEmpty()) {val.add(num);} else {int i = 0;for (; i < val.size(); i++) {if (num <= val.get(i)) {break;}}val.add(i, num);}}public Double GetMedian() {int n = val.size();if (n % 2 == 1) {return (double) val.get(n / 2);} else {double a = val.get(n / 2);double b = val.get(n / 2 - 1);return (a + b) / 2;}}
}
49.表达式求值
解题思路
对于「任何表达式」而言，我们都使用两个栈 nums 和 ops：
nums： 存放所有的数字ops：存放所有的数字以外的操作
然后从前往后做，对遍历到的字符做分情况讨论：
- 空格 : 跳过
(: 直接加入ops中，等待与之匹配的)): 使用现有的nums和ops进行计算，直到遇到左边最近的一个左括号为止，计算结果放到nums- 数字 : 从当前位置开始继续往后取，将整一个连续数字整体取出，加入
nums + - *: 需要将操作放入ops中。在放入之前先把栈内可以算的都算掉（只有「栈内运算符」比「当前运算符」优先级高/同等，才进行运算），使用现有的nums和ops进行计算，直到没有操作或者遇到左括号，计算结果放到nums
代码实现（搬运）
public class Solution {// 使用 map 维护一个运算符优先级（其中加减法优先级相同，乘法有着更高的优先级）Map<Character, Integer> map = new HashMap<Character, Integer>(){{put('-', 1);put('+', 1);put('*', 2);}};public int solve(String s) {// 将所有的空格去掉s = s.replaceAll(" ", "");char[] cs = s.toCharArray();int n = s.length();// 存放所有的数字Deque<Integer> nums = new ArrayDeque<>();// 为了防止第一个数为负数，先往 nums 加个 0nums.addLast(0);// 存放所有「非数字以外」的操作Deque<Character> ops = new ArrayDeque<>();for (int i = 0; i < n; i++) {char c = cs[i];if (c == '(') {ops.addLast(c);} else if (c == ')') {// 计算到最近一个左括号为止while (!ops.isEmpty()) {if (ops.peekLast() != '(') {calc(nums, ops);} else {ops.pollLast();break;}}} else {if (isNumber(c)) {int u = 0;int j = i;// 将从 i 位置开始后面的连续数字整体取出，加入 numswhile (j < n && isNumber(cs[j])) u = u * 10 + (cs[j++] - '0');nums.addLast(u);i = j - 1;} else {if (i > 0 && (cs[i - 1] == '(' || cs[i - 1] == '+' || cs[i - 1] == '-')) {nums.addLast(0);}// 有一个新操作要入栈时，先把栈内可以算的都算了 // 只有满足「栈内运算符」比「当前运算符」优先级高/同等，才进行运算while (!ops.isEmpty() && ops.peekLast() != '(') {char prev = ops.peekLast();if (map.get(prev) >= map.get(c)) {calc(nums, ops);} else {break;}}ops.addLast(c);}}}// 将剩余的计算完while (!ops.isEmpty() && ops.peekLast() != '(') calc(nums, ops);return nums.peekLast();}// 计算逻辑：从 nums 中取出两个操作数，从 ops 中取出运算符，然后根据运算符进行计算即可void calc(Deque<Integer> nums, Deque<Character> ops) {if (nums.isEmpty() || nums.size() < 2) return;if (ops.isEmpty()) return;int b = nums.pollLast(), a = nums.pollLast();char op = ops.pollLast();int ans = 0;if (op == '+') ans = a + b;else if (op == '-') ans = a - b;else if (op == '*') ans = a * b; nums.addLast(ans);}boolean isNumber(char c) {return Character.isDigit(c);}
}
52.数组中只出现一次的数字
解题思路
利用 HashMap 记录数字出现的次数，利用 res 记录结果
代码实现
public class Solution {/*** 代码中的类名、方法名、参数名已经指定，请勿修改，直接返回方法规定的值即可** * @param array int整型一维数组 * @return int整型一维数组*/HashMap<Integer, Integer> map = new HashMap<>();ArrayList<Integer> res = new ArrayList<>(2);public int[] FindNumsAppearOnce(int[] array) {// write code herefor (int i = 0; i < array.length; i++) {if (!map.containsKey(array[i])) {map.put(array[i], 1);} else {map.put(array[i], map.get(array[i]) + 1);}}for (int i = 0; i < array.length; i++) {if (map.get(array[i]) == 1) {res.add(array[i]);}}if (res.get(0) < res.get(1)) {return new int[]{res.get(0), res.get(1)};} else {return new int[]{res.get(1), res.get(0)};}}
}
53.缺失的第一个正整数
解题思路
依然是用 HashMap 记录数字是否出现，然后再遍历一次得出结果即可
代码实现
public class Solution {/*** 代码中的类名、方法名、参数名已经指定，请勿修改，直接返回方法规定的值即可** * @param nums int整型一维数组 * @return int整型*/HashMap<Integer, Integer> map = new HashMap<>();public int minNumberDisappeared(int[] nums) {// write code hereint n = nums.length;for (int i = 0; i < n; i++) {map.put(nums[i], 1);}int res = 1;while (map.containsKey(res)) {res++;}return res;}
}
54.三数之和
解题思路
- 排除边界特殊情况。
- 既然三元组内部要求非降序排列，那我们先得把这个无序的数组搞有序了，使用sort函数优先对其排序。
- 得到有序数组后，遍历该数组，对于每个遍历到的元素假设它是三元组中最小的一个，那么另外两个一定在后面。
- 需要三个数相加为0，则另外两个数相加应该为上述第一个数的相反数，我们可以利用双指针在剩余的子数组中找有没有这样的数对。双指针指向剩余子数组的首尾，如果二者相加为目标值，那么可以记录，而且二者中间的数字相加可能还会有。
- 如果二者相加大于目标值，说明右指针太大了，那就将其左移缩小，相反如果二者相加小于目标值，说明左指针太小了，将其右移扩大，直到两指针相遇，剩余子数组找完了。
代码实现
public class Solution {public ArrayList<ArrayList<Integer>> threeSum(int[] num) {ArrayList<ArrayList<Integer> > res = new ArrayList<ArrayList<Integer>>();int n = num.length;//不够三元组if(n < 3) return res;//排序Arrays.sort(num); for(int i = 0; i < n - 2; i++){if(i != 0 && num[i] == num[i - 1])continue;//后续的收尾双指针int left = i + 1; int right = n - 1;//设置当前数的负值为目标int target = -num[i]; while(left < right){//双指针指向的二值相加为目标，则可以与num[i]组成0if(num[left] + num[right] == target){ArrayList<Integer> temp = new ArrayList<Integer>();temp.add(num[i]);temp.add(num[left]);temp.add(num[right]);res.add(temp);while(left + 1 < right && num[left] == num[left + 1])//去重left++; while(right - 1 > left && num[right] == num[right - 1])//去重right--; //双指针向中间收缩left++; right--;}//双指针指向的二值相加大于目标，右指针向左else if(num[left] + num[right] > target)right--;//双指针指向的二值相加小于目标，左指针向右else left++;}}return res;}
}
很高兴大家能看到这里，其实还有大概二十来道题没有写上去，因为一方面是考虑到这些题目的使用场景，我挑选出来的题目基本都是为了应付面试，而剩下的一些题目由于条件过于精细或者是特殊性太强，因此暂不收录，感谢大家！！！
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