剑指Offer三天挑战赛03~15

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剑指 Offer 03. 数组中重复的数字
- 解
剑指 Offer 04. 二维数组中的查找
- 解
剑指 Offer 05. 替换空格
- 解
剑指 Offer 06. 从尾到头打印链表
- 解
剑指 Offer 07. 重建二叉树
- 解
剑指 Offer 09. 用两个栈实现队列
- 解
剑指 Offer 10- I. 斐波那契数列
- 解
剑指 Offer 10- II. 青蛙跳台阶问题
- 解
剑指 Offer 11. 旋转数组的最小数字
- 解
剑指 Offer 12. 矩阵中的路径
- 解
剑指 Offer 13. 机器人的运动范围
- 解
剑指 Offer 14- I. 剪绳子
- 解
剑指 Offer 15. 二进制中1的个数
- 解

剑指 Offer 03. 数组中重复的数字

找出数组中重复的数字。

在一个长度为 n 的数组 nums 里的所有数字都在 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。

示例 1：

输入：
[2, 3, 1, 0, 2, 5, 3]
输出：2 或 3

限制：

2 <= n <= 100000

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode-cn.com/problems/shu-zu-zhong-zhong-fu-de-shu-zi-lcof
著作权归领扣网络所有。商业转载请联系官方授权，非商业转载请注明出处。

解

额外使用一个数据用于统计数组counts初始值全为0,原数组nums的数据对应counts数组的下标,counts数组每次下标++, 如果为2说明出现重复,返回即可

class Solution {public int findRepeatNumber(int[] nums) {int[] counts = new int[nums.length];for (int i = 0; i < nums.length; i++) {counts[nums[i]]++;if (counts[nums[i]] == 2) {return nums[i];}}return -1;}
}

剑指 Offer 04. 二维数组中的查找

在一个 n * m 的二维数组中，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。请完成一个高效的函数，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。

示例:

现有矩阵 matrix 如下：

[
[1, 4, 7, 11, 15],
[2, 5, 8, 12, 19],
[3, 6, 9, 16, 22],
[10, 13, 14, 17, 24],
[18, 21, 23, 26, 30]
]
给定 target = 5，返回 true。

给定 target = 20，返回 false。

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode-cn.com/problems/er-wei-shu-zu-zhong-de-cha-zhao-lcof
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解

从第一行最后一个数据开始判断,如果大于目标数据就往下一行走,如果小于目标数据就往前走一个位置,直到边界出现问题,按照这个思路画图自己走一遍很好理解

class Solution {public boolean findNumberIn2DArray(int[][] matrix, int target) {if (matrix == null || matrix.length == 0) {return false;}int row = matrix.length;int col = matrix[0].length - 1;int start = 0;while (start < row && col >= 0) {int num = matrix[start][col];if (num < target) {start++;} else if (num > target) {col--;} else {return true;}}return false;}
}

剑指 Offer 05. 替换空格

请实现一个函数，把字符串 s 中的每个空格替换成"%20"。

示例 1：

输入：s = “We are happy.”
输出：“We%20are%20happy.”

限制：

0 <= s 的长度 <= 10000

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链接：https://leetcode-cn.com/problems/ti-huan-kong-ge-lcof
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解

这道题用Java自带的API也开始实现,但是最好还是自写一写,很简单没必要多说

class Solution {public String replaceSpace(String s) {StringBuilder builder = new StringBuilder();for (int i = 0; i < s.length(); i++) {char ch = s.charAt(i);if (ch != ' ') {builder.append(ch);} else {builder.append("%20");}}return builder.toString();}
}

剑指 Offer 06. 从尾到头打印链表

输入一个链表的头节点，从尾到头反过来返回每个节点的值（用数组返回）。

示例 1：

输入：head = [1,3,2]
输出：[2,3,1]

限制：

0 <= 链表长度 <= 10000

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode-cn.com/problems/cong-wei-dao-tou-da-yin-lian-biao-lcof
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解

先遍历一遍链表统计它的长度,然后再遍历一遍让数组中逆序放数据

/*** Definition for singly-linked list.* public class ListNode {*     int val;*     ListNode next;*     ListNode(int x) { val = x; }* }*/
class Solution {public int[] reversePrint(ListNode head) {int count = 0;ListNode temp = head;while (temp != null) {temp = temp.next;count++;}int[] nums = new int[count];while (--count >= 0) {nums[count] = head.val;head = head.next;}return nums;}
}

剑指 Offer 07. 重建二叉树

输入某二叉树的前序遍历和中序遍历的结果，请重建该二叉树。假设输入的前序遍历和中序遍历的结果中都不含重复的数字。

例如，给出

前序遍历 preorder = [3,9,20,15,7]
中序遍历 inorder = [9,3,15,20,7]
返回如下的二叉树：
3
/
9 20
/
15 7

限制：

0 <= 节点个数 <= 5000

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode-cn.com/problems/zhong-jian-er-cha-shu-lcof
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解

这道题还算有点难度, 但是也很好理解,每次去先序遍历的index下标表示当前节点的数据,初始化好节点后index++, 然后在中序数组中找到当前节点的下标pos,然后递归创建其左子树,但是此时left和right要有变化,因为左子树节点一定在pos的左边,右子树节点一定在pos的右边,如果此时left>=right说明此节点不成立

/*** Definition for a binary tree node.* public class TreeNode {*     int val;*     TreeNode left;*     TreeNode right;*     TreeNode(int x) { val = x; }* }*/
class Solution {private int index;public TreeNode buildTree(int[] preorder, int[] inorder) {index = 0;return buildTreeHelper(preorder, inorder, 0, inorder.length);}private TreeNode buildTreeHelper(int[] preorder, int[] inorder, int left, int right) {if (index >= preorder.length) {return null;}if (left >= right) {return null;}TreeNode node = new TreeNode(preorder[index++]);int pos = findPos(inorder, node.val);node.left = buildTreeHelper(preorder, inorder, left, pos);node.right = buildTreeHelper(preorder, inorder, pos + 1, right);return node;}private int findPos(int[] inorder, int val) {for (int i = 0; i < inorder.length; i++) {if (inorder[i] == val) {return i;}}return -1;}
}

剑指 Offer 09. 用两个栈实现队列

用两个栈实现一个队列。队列的声明如下，请实现它的两个函数 appendTail 和 deleteHead ，分别完成在队列尾部插入整数和在队列头部删除整数的功能。(若队列中没有元素，deleteHead 操作返回 -1 )

示例 1：

输入：
[“CQueue”,“appendTail”,“deleteHead”,“deleteHead”]
[[],[3],[],[]]
输出：[null,null,3,-1]

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解

这道题也很简单,比如栈1和栈2,你将数据全放在栈1,栈2只是起辅助作用,入栈全入栈1,出栈首先将数据出栈倒腾在栈2,然后栈2出栈,最后再将数据放回到栈1即可实现

class CQueue {Deque<Integer> stack1;Deque<Integer> stack2;public CQueue() {stack1 = new LinkedList<Integer>();stack2 = new LinkedList<Integer>();}public void appendTail(int value) {stack1.push(value);}public int deleteHead() {// 如果第二个栈为空if (stack2.isEmpty()) {while (!stack1.isEmpty()) {stack2.push(stack1.pop());}} if (stack2.isEmpty()) {return -1;} else {int deleteItem = stack2.pop();return deleteItem;}}
}

剑指 Offer 10- I. 斐波那契数列

写一个函数，输入 n ，求斐波那契（Fibonacci）数列的第 n 项。斐波那契数列的定义如下：

F(0) = 0, F(1) = 1
F(N) = F(N - 1) + F(N - 2), 其中 N > 1.
斐波那契数列由 0 和 1 开始，之后的斐波那契数就是由之前的两数相加而得出。

答案需要取模 1e9+7（1000000007），如计算初始结果为：1000000008，请返回 1。

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解

使用一个for循环就可以搞定,首先让sum等于a+b用于保存后续一个斐波那契数,然后让a = b, b=sum,直到i循坏到达n停止,切记i是从0开始循环的,所以最后直接返回a的值即可.

class Solution {public int fib(int n) {int a = 0;int b = 1;int sum = 0;for (int i = 0; i < n; i++) {sum = (a + b) % 1000000007;a = b;b = sum;}return a;}
}

剑指 Offer 10- II. 青蛙跳台阶问题

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

答案需要取模 1e9+7（1000000007），如计算初始结果为：1000000008，请返回 1。

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解

这道题和上面一样, 但是有个点不一样就是如果是0个台阶,输出也得是1,这个要注意一下

class Solution {public int numWays(int n) {int a = 1, b = 1, sum;for(int i = 0; i < n; i++){sum = (a + b) % 1000000007;a = b;b = sum;}return a;}
}

剑指 Offer 11. 旋转数组的最小数字

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。输入一个递增排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。

示例 1：

输入：[3,4,5,1,2]
输出：1
示例 2：

输入：[2,2,2,0,1]
输出：0

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解

使用二分法,如果此时中间下标大于high下标数据, 说明最小值在mid + 1 ~ high之间, 如果此时mid下标数据小于high下标数据, 说明最小值在low~mid之间, 一定要注意此时的mid也有可能是最小值, 所以应该是high = mid,如果mid和high相等了,说明最小值在mid和high之间,mid尽量不要动,让high–即可,知道low和high相遇

class Solution {public int minArray(int[] numbers) {int low = 0;int high = numbers.length - 1;while (low < high) {int mid = (low + high) >>> 1;if (numbers[mid] > numbers[high]) {low = mid + 1;} else if (numbers[mid] < numbers[high]) {high = mid;} else {high--;}}return numbers[low];}
}

剑指 Offer 12. 矩阵中的路径

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格开始，每一步可以在矩阵中向左、右、上、下移动一格。如果一条路径经过了矩阵的某一格，那么该路径不能再次进入该格子。例如，在下面的3×4的矩阵中包含一条字符串“bfce”的路径（路径中的字母用加粗标出）。

[[“a”,“b”,“c”,“e”],
[“s”,“f”,“c”,“s”],
[“a”,“d”,“e”,“e”]]

但矩阵中不包含字符串“abfb”的路径，因为字符串的第一个字符b占据了矩阵中的第一行第二个格子之后，路径不能再次进入这个格子。

示例 1：

输入：board = [[“A”,“B”,“C”,“E”],[“S”,“F”,“C”,“S”],[“A”,“D”,“E”,“E”]], word = “ABCCED”
输出：true

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解

这道题考的就是深度优先探索和回溯的思想, 你要知道这个思想就很简单,每累积相加字符,如果不一样就直接返回,还额外使用一个布尔数组,表示使用过的下标,但是记着这个数组回溯的

class Solution {private int[][] next = new int[][] {{1,0}, {-1,0}, {0,1}, {0, -1}};private boolean ret = false;public boolean exist(char[][] board, String word) {for (int i = 0; i < board.length; i++) {for (int j = 0; j < board[0].length; j++) {boolean[][] isUsed = new boolean[board.length][board[0].length];dfs(isUsed, board, i, j, "" + board[i][j], word, 0);if (ret) {return ret;}}}return false;}private void dfs(boolean[][] isUsed, char[][] board, int row, int col, String temp, String word, int index) {if (temp.charAt(index) != word.charAt(index)) {return;}if (temp.equals(word)) {ret = true;return;}isUsed[row][col] = true;for (int i = 0; i < 4; i++) {int newRow = row + next[i][0];int newCol = col + next[i][1];if (newRow < 0 || newRow == board.length || newCol < 0 || newCol == board[0].length) continue;if (isUsed[newRow][newCol]) continue;isUsed[newRow][newCol] = true;dfs(isUsed, board, newRow, newCol, temp + board[newRow][newCol], word, index + 1);isUsed[newRow][newCol] = false;if (ret) {return;}}isUsed[row][col] = false;}
}

剑指 Offer 13. 机器人的运动范围

地上有一个m行n列的方格，从坐标 [0,0] 到坐标 [m-1,n-1] 。一个机器人从坐标 [0, 0] 的格子开始移动，它每次可以向左、右、上、下移动一格（不能移动到方格外），也不能进入行坐标和列坐标的数位之和大于k的格子。例如，当k为18时，机器人能够进入方格 [35, 37] ，因为3+5+3+7=18。但它不能进入方格 [35, 38]，因为3+5+3+8=19。请问该机器人能够到达多少个格子？

示例 1：

输入：m = 2, n = 3, k = 1
输出：3

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解

也时一道很典型的dfs的题目, 而且相对于上一道来说还简单了,没有了回溯, 思路就是从0,0开始,每次走过的使用isUsed记录下来,然后上下左右移动坐标

class Solution {private int count = 0;public int movingCount(int m, int n, int k) {boolean[][] isUsed = new boolean[m][n];dfs(isUsed, 0, 0, k);return count;}private int[][] next = new int[][] {{0, 1}, {0, -1}, {1, 0}, {-1, 0}};private void dfs(boolean[][] isUsed, int m, int n, int k) {if (isUsed[m][n]) {return;}if (fun(m, n, k)) {return;}count++;isUsed[m][n] = true;for (int i = 0; i < 4; i++) {int newM = m + next[i][0];int newN = n + next[i][1];if (newM < 0 || newM == isUsed.length || newN < 0 || newN == isUsed[0].length) continue;dfs(isUsed, newM, newN, k);}}private boolean fun(int num1, int num2, int k) {int temp = 0;while (num1 > 0 || num2 > 0) {temp += num1 % 10;temp += num2 % 10;num1 /= 10;num2 /= 10;}return temp > k;}
}

剑指 Offer 14- I. 剪绳子

给你一根长度为 n 的绳子，请把绳子剪成整数长度的 m 段（m、n都是整数，n>1并且m>1），每段绳子的长度记为 k[0],k[1]…k[m-1] 。请问 k[0]k[1]…*k[m-1] 可能的最大乘积是多少？例如，当绳子的长度是8时，我们把它剪成长度分别为2、3、3的三段，此时得到的最大乘积是18。

示例 1：

输入: 2
输出: 1
解释: 2 = 1 + 1, 1 × 1 = 1

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解

这道题我感觉是一道数学找规律题,你的2和3首先要额外处理掉,对于4这个数字也是额外处理掉,不信你看代码是额外处理掉了, 然后是大于4的数据, 要3, 优先要3,但是减去3之后,如果是小于等于4的数字,直接结果相乘就得到结果, 你举例十几个数字就可以找到这个规律

class Solution {public int cuttingRope(int n) {int ret = 1;if (n == 2) {return 1;}if (n == 3) {return 2;}while (n > 4) {ret *= 3;n -= 3;}return ret * n;}
}

剑指 Offer 15. 二进制中1的个数

请实现一个函数，输入一个整数（以二进制串形式），输出该数二进制表示中 1 的个数。例如，把 9 表示成二进制是 1001，有 2 位是 1。因此，如果输入 9，则该函数输出 2。

示例 1：

输入：00000000000000000000000000001011
输出：3
解释：输入的二进制串 00000000000000000000000000001011 中，共有三位为 ‘1’。

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解

要知道int是4个字节, 占32位, 而其任何数据与1相与, 如果结果为1, 那么这个数据二进制位第一位数字是1, 然后让这个数据左移32位即可

public class Solution {// you need to treat n as an unsigned valuepublic int hammingWeight(int n) {int count = 0;for (int i = 0; i < 32; i++) {if ((n & 1) == 1) {count++;}n = n >> 1;}return count;}
}