leetcode-剑指offer-1

1.面试题3-数组中的重复数字
2.面试题04-二维数组中的查找
3.面试题05-替换空格
4.面试题06-从尾到头打印链表
5.面试题07-重建二叉树
6.面试题09-两个堆栈实现队列
7.面试题10-1-斐波那契数列
8.面试题10-2-青蛙跳台阶问题
9.面试题11-旋转数组的最小数字
10.面试题12-矩阵中的路径

本系列博文为题库刷题笔记，（仅在督促自己刷题）如有不详之处，请参考leetcode官网：https://leetcode-cn.com/problemset/lcof/

编程语言为python

1.面试题3-数组中的重复数字

在一个长度为n的数组里，所有的数字都在0-n-1的范围内，数组中某些数字是重复了的，但是不知道有几个数字是重复了的，也不知道每个数组的重复次数。请找出数组中任意一个重复的数字：
hash表存储遍历过的数字，如果表中已经存在，直接返回。

class Solution(object):def findRepeatNumber(self, nums):""":type nums: List[int]:rtype: int"""vis_has={}for val in nums:if vis_has.get(val):   #访问字典的键值都用这个方法return valelse:vis_has[val]=True

leetcode 287.寻找重复数字
给定一个包含n+1个整数的数组，其中数字都在1-n之间，可知至少存在一个重复数字。假设只存在一个重复整数，找出这个重复的数。
要求：
不能更改原数组（假设数组是只读的）。
只能使用额外的 O(1) 的空间。–不能用hash表
时间复杂度小于 O(n2) 。–暴力法的时间复杂度是o(n2)
数组中只有一个重复的数字，但它可能不止重复出现一次。
–弗洛伊德兔子乌龟。如果有重复数字，那么就会有至少两个索引指向相同的数字，这就是链表中成环的条件。检验链表入环节点就是重复的数字。
vi=nums[i],指向下一个索引

class Solution(object):def findDuplicate(self, nums):""":type nums: List[int]:rtype: int"""t=nums[0]r=nums[0]while True:t=nums[t]r=nums[nums[r]]if t==r:breakr=nums[0]while t!=r:t=nums[t]r=nums[r]return t

2.面试题04-二维数组中的查找

在一个nm的二维数组中，每一行都按照从左往右递增的顺序，每一行都按从左到右递增顺序排序，每一列都按照从上到下递增顺序排列，完成在二维数组中查找指定数，在返回true,不在返回false.（与leetcode240一致）
思路1:暴力搜索，忽略有序条件，时间复杂度o(nm)
思路2:线性查找，从数组的右上角开始搜索：

nums[0][n-1]==target: return true
nums[0][n-1]<target: 去更大的区域查找,行坐标加1，
nums[0][n-1]>taget: 去更小的区域查找，列坐标减1
直至行列索引不符合条件，时间复杂度o(n+m)

class Solution(object):def findNumberIn2DArray(self, matrix, target):""":type matrix: List[List[int]]:type target: int:rtype: bool"""m=len(matrix)if m==0:return Falsen=len(matrix[0])i,j=0,n-1while(-1<i<m and -1<j<n):if matrix[i][j]==target:return Trueelif matrix[i][j]<target:i+=1else:j-=1return False

3.面试题05-替换空格

请实现一个函数，把字符串中的空格替换成“%20”。
考察的是字符串可变不可变，转义字符的输出？
直接想法：新建一个res_str，遍历原字符串，按要求复制一份。–python操作十分方便

class Solution(object):def replaceSpace(self, s):""":type s: str:rtype: str"""res_str=""for char in s:if char==" ":res_str+="%20"else:res_str+=charreturn res_str

4.面试题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）。
思路1：先将链表反转，然后打印输出就可以了。

class Solution(object):def reversePrint(self, head):""":type head: ListNode:rtype: List[int]"""if head==None:return []pre_node=Nonecur_node=headwhile(cur_node):next_node=cur_node.nextcur_node.next=pre_nodepre_node=cur_nodecur_node=next_noderes=[]new_node=pre_nodewhile(new_node):res.append(new_node.val)new_node=new_node.nextreturn res

思路2：将链表正序输出，将结果res逆序输出就好。

class Solution(object):def reversePrint(self, head):""":type head: ListNode:rtype: List[int]"""if head==None:return []res=[]cur_node=headwhile(cur_node):res.append(cur_node.val)cur_node=cur_node.nextreturn res[::-1]

5.面试题07-重建二叉树

leetcode 105:从前序与中序遍历序列构二叉树

6.面试题09-两个堆栈实现队列

用两个堆栈实现一个队列。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（若队列中没有元素，deleteHead操作返回-1）

堆栈先进后出，队列先进先出

方案1:
两个栈
主栈：存队列。需要添加元素时，将原有的所有元素押入辅助栈，将元素押入栈底，然后将辅助栈的元素押回主栈。删除元素，直接弹出栈顶元素
辅助栈：辅助主栈实现存元素操作，这个思路主要保证：先存入的元素在栈顶。

class CQueue(object):def __init__(self):self.main_stack=[]self.help_stack=[]def appendTail(self, value):""":type value: int:rtype: None"""if self.main_stack==[]:self.main_stack.append(value)else:while(self.main_stack):self.help_stack.append(self.main_stack.pop())self.main_stack.append(value)while(self.help_stack):self.main_stack.append(self.help_stack.pop())def deleteHead(self):""":rtype: int"""if self.main_stack==[]:return -1return self.main_stack.pop()

4024ms 17.3MB

方案1主要费时在添加一个新元素的时候，需要移动主栈内的所有元素，然后将所有元素押回来，保证最先存入的元素在主栈顶。
改进方案：
插入元素：维护一个主堆栈，每次加元素，往堆栈顶添加元素就可以了
删除元素：维护一个辅助堆栈，需要弹出元素时将主栈的元素弹入辅助栈，那么第一个入主栈的元素将出现在辅助栈顶，直接将其弹出。重点：此时不需要将剩余元素弹回主栈，因为下一次删除操作对象还是在辅助栈栈顶。所以弹出操作：检查辅助栈是否为空，为空将主栈中元素弹入辅助栈中，弹出辅助栈栈顶即可。时间快了3倍数。

class CQueue(object):def __init__(self):self.main_stack=[]self.help_stack=[]def appendTail(self, value):""":type value: int:rtype: None"""self.main_stack.append(value)def deleteHead(self):""":rtype: int"""if self.main_stack==[] and self.help_stack==[]:return -1if self.help_stack==[]:while(self.main_stack):self.help_stack.append(self.main_stack.pop())return self.help_stack.pop()

1816ms 17.4MB

7.面试题10-1-斐波那契数列

写一个函数，求输入n的斐波那契数列的第n项。
答案需要取模 1e9+7（1000000007），如计算初始结果为：1000000008，请返回 1。

class Solution(object):def fib(self, n):""":type n: int:rtype: int"""if n==0:return 0if n==1:return 1prepre_f=0pre_f=1f=0for i in range(2,n+1):   f=pre_f+prepre_fprepre_f=pre_fpre_f=freturn f%(10**9+7)

循环求余法用于解决大数越界问题，python可以不用考虑大数越界问题。

8.面试题10-2-青蛙跳台阶问题

一只青蛙一次可以跳一阶台阶，也可以跳2阶台阶。求该青蛙跳上一个n阶台阶总共有多少总跳法。

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

f(i)表示跳到第i个台阶的方法数，它可以由i-1个台阶跳上来，也可以从i-2个台阶跳上来。所以这两种方式所拥有的方法数相加就是跳上第i阶台阶有的方法数，即f(i)=f(i−1)+f(i−2)f(i)=f(i-1)+f(i-2)f(i)=f(i−1)+f(i−2)。看到这个表达式，不就是斐波那契数列么？再求一次斐波那契数列就好了，唯一的区别就是初始条件prepre_f应该初始化为1，pre_f初始化为1。

class Solution(object):def numWays(self, n):""":type n: int:rtype: int"""if n==0:return 1if n==1:return 1prepre_f=1pre_f=1for i in range(2,n+1):f=pre_f+prepre_fprepre_f=pre_fpre_f=freturn f%(10**9+7)

9.面试题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。

思路1:暴力找一个数组最小o(n)

class Solution(object):def minArray(self, numbers):""":type numbers: List[int]:rtype: int"""n=len(numbers)res=float("INF")for val in numbers:res=min(res,val)return res

思路2:二分查找，初始化l=0，r=len(numbers)，用中点mid=(l+r)//2将数组分成两个部分。判断是否两边都有序：旋转点在无序的那一边

class Solution(object):def minArray(self, numbers):""":type numbers: List[int]:rtype: int"""n=len(numbers)if n==0:return Nonel,r=0,n-1while(l<r):mid=(l+r)//2if numbers[mid]>numbers[r]:  # 右边无序，旋转点在右边，numbers[mid]比右端点都大，最小肯定不是它l=mid+1elif numbers[mid]<numbers[r]: # 右边有序，最小可能是numbers[mid]r=midelse:r-=1return numbers[r]

10.面试题12-矩阵中的路径

请设计一个函数，用来判断在一个矩阵是否存在一条包含某字符串所有字符的路径。路径可以总矩阵的任意一个格子开始，每一步可以在矩阵中向左、向右、向上、向下移动一格。如果一条路径经过了某一格子，那么该路径不能再次进入该格子。

dfs递归遍历。以每个位子开始，寻找该匹配的字符串。有一个visted矩阵用于记录哪些格子已经遍历过了:
保护现场和恢复现场的问题

class Solution(object):def exist(self, board, word):""":type board: List[List[str]]:type word: str:rtype: bool"""m=len(board)if m==0:return Falsen=len(board[0])visted=[]visted=[[False]*n for _ in range(m)]def dfs(string,i,j):if len(string)==1 and string[0]==board[i][j]:return Trueif string[0]==board[i][j]:visted[i][j]=Trueif i-1>-1 and visted[i-1][j]==False:if  dfs(string[1:],i-1,j):return Trueif i+1<m  and visted[i+1][j]==False:if dfs(string[1:],i+1,j):return Trueif j-1>-1 and visted[i][j-1]==False:if dfs(string[1:],i,j-1):return Trueif j+1<n and visted[i][j+1]==False:if dfs(string[1:],i,j+1):return Truevisted[i][j]=Falsereturn Falsefor i in range(m):for j in range(n):if dfs(word,i,j):return Truereturn False

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