Category Archives: 剑指offer

剑指 Offer 09. 用两个栈实现队列

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]
示例 2:

输入:
[“CQueue”,”deleteHead”,”appendTail”,”appendTail”,”deleteHead”,”deleteHead”]
[[],[],[5],[2],[],[]]
输出:[null,-1,null,null,5,2]
提示:

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

来源:力扣(LeetCode)
链接:https://leetcode-cn.com/problems/yong-liang-ge-zhan-shi-xian-dui-lie-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。


用两个栈实现一个队列。栈是后进先出,队列是先进先出。设置两个栈stack_in_和stack_out_,分别负责数据的push和pop,如果stack_out_没数据,则需要从stack_in_中把数据捣腾到stack_out_中。完整代码如下:

class CQueue {
private:
    stack<int> stk_in_, stk_out_;
public:
    CQueue() {

    }
    
    void appendTail(int value) {
        stk_in_.push(value);
    }
    
    int deleteHead() {
        if(!stk_out_.empty()) {
            int ans = stk_out_.top();
            stk_out_.pop();
            return ans;
        } else if(!stk_in_.empty()) {
            while(stk_in_.size() != 1) {
                int tmp = stk_in_.top();
                stk_in_.pop();
                stk_out_.push(tmp);
            }
            int tmp = stk_in_.top();
            stk_in_.pop();
            return tmp;
        } else {
            return -1;
        }
    }
};

本代码提交AC,用时696MS。

剑指 Offer 07. 重建二叉树

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

注意:本题与主站 105 题重复:https://leetcode-cn.com/problems/construct-binary-tree-from-preorder-and-inorder-traversal/

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


给定二叉树的前序和中序遍历,要求重构出原始二叉树。

前序:根、左、右;中序:左、根、右。所以每次把前序数组的第一个元素作为根节点,然后在中序中找到根节点,把中序划分为两半,由此可知道左、右子树子数组的长度,据此把前序也划分为左、右两部分,递归调用。为了快速找到根节点在中序数组中的位置,提前用hash表存储。完整代码如下:

class Solution {
private:
    TreeNode* buildTree(vector<int>& preorder, int pl, int pr, vector<int>& inorder, int il, int ir, unordered_map<int,int> &hash) {
        if(pr < pl || ir < il) return NULL;
        TreeNode *root = new TreeNode(preorder[pl]);
        int im = hash[preorder[pl]];
        int len_left = im - il, len_right = ir - im;
        root->left = buildTree(preorder, pl + 1, pl + len_left, inorder, il, im - 1, hash);
        root->right = buildTree(preorder, pl + len_left + 1, pr, inorder, im + 1, ir, hash);
        return root;
    }
public:
    TreeNode* buildTree(vector<int>& preorder, vector<int>& inorder) {
        unordered_map<int,int> hash;
        for(int i = 0; i < inorder.size(); ++i) hash[inorder[i]] = i;

        int n = preorder.size();
        return buildTree(preorder, 0, n - 1, inorder, 0, n - 1, hash);
    }
};

本代码提交AC,用时32MS。

剑指 Offer 36. 二叉搜索树与双向链表

剑指 Offer 36. 二叉搜索树与双向链表

输入一棵二叉搜索树,将该二叉搜索树转换成一个排序的循环双向链表。要求不能创建任何新的节点,只能调整树中节点指针的指向。

为了让您更好地理解问题,以下面的二叉搜索树为例:

我们希望将这个二叉搜索树转化为双向循环链表。链表中的每个节点都有一个前驱和后继指针。对于双向循环链表,第一个节点的前驱是最后一个节点,最后一个节点的后继是第一个节点。

下图展示了上面的二叉搜索树转化成的链表。“head” 表示指向链表中有最小元素的节点。

特别地,我们希望可以就地完成转换操作。当转化完成以后,树中节点的左指针需要指向前驱,树中节点的右指针需要指向后继。还需要返回链表中的第一个节点的指针。

注意:本题与主站 426 题相同:https://leetcode-cn.com/problems/convert-binary-search-tree-to-sorted-doubly-linked-list/

注意:此题对比原题有改动。

来源:力扣(LeetCode)
链接:https://leetcode-cn.com/problems/er-cha-sou-suo-shu-yu-shuang-xiang-lian-biao-lcof
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如何将二叉搜索树转换in-place转换为有序双向链表。

此题同时考察了多个知识点,首先二叉搜索树转换为有序结果,需要使用二叉树的中序遍历,然后要in-place转换为双向链表,则需要在遍历二叉树的过程中,对每个节点,修改其left和right指针,使其分别指向转换后的双向链表的前驱和后继节点。

使用递归的方法,设置两个全局变量pre和head,分别表示当前遍历节点的前驱节点,以及转换后的双向链表的头结点。完整代码如下:

class Solution {
private:
    Node *pre, *head;
    void DFS(Node *root) {
        if(root == NULL) return;

        DFS(root->left);
        if(head == NULL) head = root;
        else pre->right = root;
        
        root->left = pre;
        pre = root;
        DFS(root->right);
    }
public:
    Node* treeToDoublyList(Node* root) {

        if(root == NULL) return NULL;

        pre = head = NULL;

        DFS(root);

        head->left = pre;
        pre->right = head;

        return head;
    }
};

本代码提交AC,用时12MS。

剑指 Offer 06. 从尾到头打印链表

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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给定一个单链表,从尾到头打印链表的值。先顺序遍历链表,将结果存到一个数组中,然后逆序数组。代码如下:

class Solution {
public:
    vector<int> reversePrint(ListNode* head) {
        if(head == NULL) return {};
        vector<int> ans;
        while(head != NULL) {
            ans.push_back(head->val);
            head = head->next;
        }
        int i = 0, j = ans.size() - 1;
        while(i < j) {
            swap(ans[i++], ans[j--]);
        }
        return ans;
    }
};

本代码提交AC,用时4MS。

剑指 Offer 05. 替换空格

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

来源:力扣(LeetCode)
链接:https://leetcode-cn.com/problems/ti-huan-kong-ge-lcof
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直接暴力替换即可,代码如下:

class Solution {
public:
    string replaceSpace(string s) {
        string ans = "";
        for(int i = 0; i < s.size(); ++i) {
            if(s[i] == ' ') ans += "%20";
            else ans += s[i];
        }
        return ans;
    }
};

本代码提交AC,用时0MS。

剑指 Offer 04. 二维数组中的查找

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。

限制:

0 <= n <= 1000

0 <= m <= 1000

注意:本题与主站 240 题相同:https://leetcode-cn.com/problems/search-a-2d-matrix-ii/

来源:力扣(LeetCode)
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给定一个矩阵,每行从左到右升序排列,每列从上到下升序排列,给定一个数,问这个数在不在矩阵中。

从矩阵右上角开始查找,代码如下:

class Solution {
public:
    bool findNumberIn2DArray(vector<vector<int>>& matrix, int target) {
        if(matrix.empty() || matrix[0].empty()) return false;
        int n = matrix.size(), m = matrix[0].size();
        int i = 0, j = m - 1;
        while(i < n && j >= 0) {
            if(matrix[i][j] == target) return true;
            if(target > matrix[i][j]) ++i;
            else --j;
        }
        return false;
    }
};

本代码提交AC,用时64MS。

剑指 Offer 03. 数组中重复的数字

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
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查找数组中的重复元素。直接用数组hash,代码如下:

class Solution {
public:
    int findRepeatNumber(vector<int>& nums) {
        int n = nums.size();
        vector<int> hash(n, 0);
        for(int i = 0; i < n; ++i) {
            ++hash[nums[i]];
            if(hash[nums[i]] > 1) {
                return nums[i];
            }
        }
        return 0;
    }
};

本代码提交AC,用时84MS。

二刷。这题有陷阱,请注意和Find the Duplicate Number不一样!Leetcode英文题中,数组长度是n+1,数的范围是[1,n],也就是说根据鸽巢原理,数组必定有一个重复元素。而本题中,数组长度是n,数的范围是[0,n-1],也就是说数组可以没有重复元素,只不过这题告诉你至少有一个重复元素,要找出来。

这题不能用英文题中的二分的方法,比如n=6数组[0,0,2,3,4,5],l=0,r=5,m=2,统计[0,2]区间的数的个数=3,满足3<=m+1,因为即使是无重复数组[0,1,2,3,4,5],也是3<=m+1,所以无法区分左边区间是否有重复。

看题解,O(1)的方法是。如果数组没有重复元素,则排序之后nums[i]=i,所以我们模拟排序的过程,遍历数组,如果nums[i]!=i,则把nums[i]放到它排序后应该在的位置,即放到nums[nums[i]]的位置。如果nums[i]和它要放的位置nums[nums[i]]相等,说明这个元素重复出现了。完整代码如下:

class Solution {
public:
    int findRepeatNumber(vector<int>& nums) {
        int n = nums.size();
        for(int i = 0; i < n; ++i) {
            while(nums[i] != i) {
                if(nums[i] == nums[nums[i]]) return nums[i];
                swap(nums[i],nums[nums[i]]);
            }
        }
        return 0;
    }
};

本代码提交AC,用时92MS。