【LeetCode】《剑指Offer》第Ⅰ篇⊰⊰⊰ 3

【LeetCode】《剑指Offer》第Ⅰ篇⊰⊰⊰ 3 - 11题

文章目录

【LeetCode】《剑指Offer》第Ⅰ篇⊰⊰⊰ 3 - 11题
- 03. 数组中重复的数字（easy）
- 04. 二维数组中的查找（medium）
- 05. 替换空格（easy）
- 06. 从尾到头打印链表（easy）
- 07. 重建二叉树（medium）
- 09. 用两个栈实现队列（easy）
- 10-Ⅰ. 斐波那契数列（easy）
- 10-Ⅱ. 青蛙跳台阶问题（easy）
- 11. 旋转数组的最小数字（easy）

03. 数组中重复的数字（easy）

剑指 Offer 03. 数组中重复的数字

【题目】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。

限制：

2 <= n <= 100000

【示例】

输入：
[2, 3, 1, 0, 2, 5, 3]
输出：2 或 3

【解题思路】

方法一：Set集合

class Solution {public int findRepeatNumber(int[] nums) {Set<Integer> set = new HashSet<>();for (int x : nums) {if (set.contains(x)) {return x;} else {set.add(x);}}return -1;}
}

方法二：排序

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

方法三：频次统计

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

方法四：

遍历nums，将nums[i]的值作为下标，将对应下标处的值标记为相反数，若下标nums[i]处已经是负数，则说明数字重复出现，注意0要单独计算

class Solution {public int findRepeatNumber(int[] nums) {boolean hasZero = false;for (int i = 0; i < nums.length; i++) {int x = Math.abs(nums[i]);if (x == 0) {if (hasZero) return 0;hasZero = true;}if (nums[x] < 0) return x;nums[x] = -nums[x];}return -1;}
}

04. 二维数组中的查找（medium）

剑指 Offer 04. 二维数组中的查找

【题目】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。

限制：

0 <= n <= 1000
0 <= m <= 1000

【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。

【解题思路】

示例中的矩阵从副对角线看就像一颗二叉查找树，左边的小于它，下边的大于它

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

05. 替换空格（easy）

剑指 Offer 05. 替换空格

【题目】请实现一个函数，把字符串 s 中的每个空格替换成"%20"。

限制：

0 <= s 的长度 <= 10000

【示例】

输入：s = "We are happy."
输出："We%20are%20happy."

【解题思路】

方法一：调用库函数

class Solution {public String replaceSpace(String s) {return s.replace(" ", "%20");}
}

方法二：模拟法

class Solution {public String replaceSpace(String s) {StringBuffer sb = new StringBuffer();for (char c : s.toCharArray()) {if (c == ' ') {sb.append("%20");} else {sb.append(c);}}return sb.toString();}
}

06. 从尾到头打印链表（easy）

剑指 Offer 06. 从尾到头打印链表

【题目】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）。

限制：

0 <= 链表长度 <= 10000

【示例】

输入：head = [1,3,2]
输出：[2,3,1]

【解题思路】

方法一：栈

class Solution {public int[] reversePrint(ListNode head) {Stack<Integer> stack = new Stack<>();while (head != null) {stack.push(head.val);head = head.next;}int[] res = new int[stack.size()];int i = 0;while (!stack.isEmpty()) {res[i++] = stack.pop();}return res;}
}

方法二：二次遍历

class Solution {public int[] reversePrint(ListNode head) {if (head == null) return new int[]{};int count = 0;for (ListNode p = head; p != null; p = p.next) count++;int[] res = new int[count];for (ListNode p = head; p != null; p = p.next) res[--count] = p.val;return res;}
}

07. 重建二叉树（medium）

剑指 Offer 07. 重建二叉树

【题目】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。

限制：

0 <= 节点个数 <= 5000

【示例】

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

【解题思路】

不难发现，先序遍历数组的第一个值是根结点3，在中序遍历的数组中，根节点将左右子树分为了左右两个子数组；在根节点之后遍历完左子树（只有一个结点9，此结点作为子树的根结点，子结点都为空）后，先序遍历中20作为右子树的根结点，在中序遍历中20又将子数组划分为两个子数组，以此递归下去…

class Solution {public TreeNode buildTree(int[] preorder, int[] inorder) {return helper(preorder, inorder, 0, 0, inorder.length - 1);}private TreeNode helper(int[] preorder, int[] inorder, int cur, int begin, int end) {if (begin > end) return null;TreeNode node = new TreeNode(preorder[cur]);int mid = begin;while (mid <= end && inorder[mid] != node.val) mid++;node.left  = helper(preorder, inorder, cur + 1, begin, mid - 1);node.right = helper(preorder, inorder, cur + mid - begin + 1, mid + 1, end);return node;}
}

09. 用两个栈实现队列（easy）

剑指 Offer 09. 用两个栈实现队列

【题目】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 )

提示：

1 <= values <= 10000
最多会对 appendTail、deleteHead 进行 10000 次调用

【示例】

输入：
["CQueue","appendTail","deleteHead","deleteHead"]
[[],[3],[],[]]
输出：[null,null,3,-1]
--------------------------------------------------------
输入：
["CQueue","deleteHead","appendTail","appendTail","deleteHead","deleteHead"]
[[],[],[5],[2],[],[]]
输出：[null,-1,null,null,5,2]

【解题思路】

详细见代码

class CQueue {Stack<Integer> sa;Stack<Integer> sb;public CQueue() {sa = new Stack<Integer>();sb = new Stack<Integer>();}public void appendTail(int value) {sa.push(value);}public int deleteHead() {if (sa.isEmpty() && sb.isEmpty()) return -1;if (sb.isEmpty()) {while (!sa.isEmpty()) sb.push(sa.pop());}return sb.pop();}
}

10-Ⅰ. 斐波那契数列（easy）

剑指 Offer 10- I. 斐波那契数列

【题目】写一个函数，输入 n ，求斐波那契（Fibonacci）数列的第 n 项（即 F(N)）。

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。

提示：

0 <= n <= 100

【示例】

输入：n = 5
输出：5

【解题思路】

方法一：动态规划

class Solution {public int fib(int n) {if (n == 0 || n == 1) return n;int[] dp = new int[n + 1];dp[1] = 1;for (int i = 2; i <= n; i++) {dp[i] = dp[i - 1] + dp[i - 2];if (dp[i] > 1000000007) dp[i] -= 1000000007;}return dp[n];}
}

方法二：迭代法

class Solution {public int fib(int n) {if (n == 0 || n == 1) return n;int f1 = 0, f2 = 1;for (int i = 2; i <= n; i++) {int t = f2;f2 += f1;if (f2 > 1000000007) f2 -= 1000000007;f1 = t;}return f2;}
}

10-Ⅱ. 青蛙跳台阶问题（easy）

剑指 Offer 10- II. 青蛙跳台阶问题

【题目】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。

提示：

0 <= n <= 100

【示例】

输入：n = 7
输出：21

【解题思路】

同上斐波那契数列

class Solution {public int numWays(int n) {long f0 = 1,  f = 1;for (int i = 2; i <= n; i++) {long t = f;f = (f0 + f) % 1000000007;f0 = t;}return (int)f;}
}

11. 旋转数组的最小数字（easy）

剑指 Offer 11. 旋转数组的最小数字

【题目】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】

输入：[2,2,2,0,1]
输出：0

【解题思路】

方法一：排序