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《剑指Offer》做题总结(四)

分类: 文章 • 2024-05-18 21:58:34

51.构建乘积数组

题目描述：

给定一个数组A[0,1,...,n-1],请构建一个数组B[0,1,...,n-1],其中B中的元素B[i]=A[0]*A[1]*...*A[i-1]*A[i+1]*...*A[n-1]。不能使用除法。

思路：

这一题，我开始的基本思路比较简单，就是直接用双循环，然后增加一些判断条件，然后直接得出最终结果，结果发生了边界越界。剑指offer里面有比较好的解决办法，就是按照上下三角形，进行乘。也就是先把图画出来，先将下三角的各项乘起来，然后上三角是按照反方向，进行相乘，上下三角相加得到最终的结果。

感悟：

这个感悟最深的一个就是这个矩阵图的应用，还有一个就是vector的批量赋值，vector<int>B(n,1)，这个B就是一个存储n个1的向量。简直就是matlab里面的zeros，ones函数一毛一样。

附上：Vector赋值方式

附上图

《剑指Offer》做题总结(四)

代码：


class Solution {
public:
    vector<int> multiply(const vector<int>& A) {
    int n=A.size();
        vector<int>B0(n,1);
        vector<int>B1(n,1);
        for(int i=1;i<n;++i)
            {
            B0[i]=B0[i-1]*A[i-1];
            
        }
        for(int i=n-2;i>=0;--i)
            {
            B1[i]=B1[i+1]*A[i+1];
            
        }
        vector<int>B(n,1);
        for(int i=0;i<n;++i)
            {
            B[i]=B0[i]*B1[i];
        }
        return B;
    }
};


52.正则表达式匹配

题目描述：

请实现一个函数用来匹配包括'.'和'*'的正则表达式。模式中的字符'.'表示任意一个字符，而'*'表示它前面的字符可以出现任意次（包含0次）。 在本题中，匹配是指字符串的所有字符匹配整个模式。例如，字符串"aaa"与模式"a.a"和"ab*ac*a"匹配，但是与"aa.a"和"ab*a"均不匹配

思路：

当模式中的第二个字符不是“*”时：
1、如果字符串第一个字符和模式中的第一个字符相匹配，那么字符串和模式都后移一个字符，然后匹配剩余的。
2、如果 字符串第一个字符和模式中的第一个字符相不匹配，直接返回false。

而当模式中的第二个字符是“*”时：
如果字符串第一个字符跟模式第一个字符不匹配，则模式后移2个字符，继续匹配。如果字符串第一个字符跟模式第一个字符匹配，可以有3种匹配方式：
1、模式后移2字符，相当于x*被忽略；
2、字符串后移1字符，模式后移2字符；
3、字符串后移1字符，模式不变，即继续匹配字符下一位，因为*可以匹配多位；

代码：

class Solution {
public:
    bool match(char* str, char* pattern)
    {
    if(str==NULL || pattern==NULL)
            return false;
        return matchCore(str,pattern);
    }
    bool matchCore(char * str,char* pattern )
        {
        if(*str=='\0' && *pattern=='\0') return true;
        if(*str!='\0' && *pattern=='\0') return false;
        if(*(pattern+1)=='*')
            {
            if(*str==*pattern || (*pattern=='.' && *str!='\0'))
                return matchCore(str+1,pattern)|| matchCore(str,pattern+2);
            else
                return matchCore(str,pattern+2);
            
        }
        if(*str==*pattern || (*pattern=='.' && *str!='\0'))
            return matchCore(str+1,pattern+1);
        
        return false;
    }

};

53.表示数值的字符串

题目描述：

请实现一个函数用来判断字符串是否表示数值（包括整数和小数）。例如，字符串"+100","5e2","-123","3.1416"和"-1E-16"都表示数值。 但是"12e","1a3.14","1.2.3","+-5"和"12e+4.3"都不是。

思路：

这一题就是把各种的情况都要考虑一下，但是写代码的时候需要考虑的层次性，可以这么着，按照数字的书写方式，来写出自己的判断语句。首先判断是不是为空，然后判断正负号，然后判断是否为空，然后判断是否是0-9的数，然后判断是否是.，判断是否是点的时候，还需要判断前面的数值里面有没有点，接下来判断是否有e，如果有e需要判断有几个e，然后需要判断e后面有几个正负号以及几个点和前面一样。

感悟：
还是char* 类型的数值需要用sizeof函数来求得他的大小。

代码：

class Solution {
public:
    bool isNumeric(char* string)
    {
        if(string==NULL)
            return false;
        if(*string=='+' || *string=='-')
            string++;
        if(*string=='\0')
            return false;
        int dot=0,num=0,nume=0;  //用来标记小数点、整数部分和e指数是否存在
        while(*string!='\0')
            {
            if(*string >= '0' && *string <='9')
            {
                string++;
                num=1;
            }else if(*string=='.')
                {
                if(dot>0 || nume>0)
                return false;
                string++;
                dot=1;
            }else if(*string=='e'|| *string=='E')
                {
                if(num==0 || nume>0)
                    return false;
                string++;
                nume++;
                if(*string=='+' || *string=='-')
                    string++;
                if(*string=='\0')
                    return false;
            }else
                return false;
        }
        return true;
    }


};

54.字符流中第一个不重复的的字符

题目描述：


请实现一个函数用来找出字符流中第一个只出现一次的字符。例如，当从字符流中只读出前两个字符"go"时，第一个只出现一次的字符是"g"。当从该字符流中读出前六个字符“google"时，第一个只出现一次的字符是"l"。


思路：

有一个比较高效的算法。
1.用一个128的数组来统计每个字符出现的次数。
2.用一个队列，如果第一次遇到ch字符，则插入队列，其他情况不再插入
3.求解第一个出现的字符，判断首元素是否只出现一次，如果是直接返回，否则删除继续上一步

感悟：
这个还是一个数组统计和队列知识的应用，开始的时候已经想到需要用数组，但是没有直接想到队列，队列是先进先出，因此符合求出第一个出现元素的要求。

代码：

class Solution
{
public:
  //Insert one char from stringstream
    //写的就是狗屎啊~~~
    void Insert(char ch)
    {
         ++tongji_array[ch-'\0'];
        if(tongji_array[ch-'\0']==1)
            front_char.push_back(ch);
    }
  //return the first appearence once char in current stringstream
    char FirstAppearingOnce()
    {
    while(!front_char.empty() && tongji_array[front_char.front()]>=2)
            front_char.pop_front();
        if(front_char.empty())
            return '#';
        return front_char.front();
    }
private:
    unsigned char tongji_array[128];
    deque<char>front_char;

};

总结：

做题做到这，其实要总结的有很多，比如我最想总结的就是  deque、vector、string这些C++中这些容器的用法：

1.deque、vector、string 、list、set、map基本用法

在STL中基本容器有: vector、list、deque、set、map

vector是可以快速地在最后添加删除元素,并可以快速地访问任意元素
list是可以快速地在所有地方添加删除元素,但是只能快速地访问最开始与最后的元素
deque在开始和最后添加元素都一样快,并提供了随机访问方法,像vector一样使用[]访问任意元素,但是随机访问速度比不上vector快,因为它要内部处理堆跳转
deque也有保留空间.另外,由于deque不要求连续空间,所以可以保存的元素比vector更大,这点也要注意一下.还有就是在前面和后面添加元素时都不需要移动其它块的元素,所以性能也很高。

因此在实际使用时，如何选择这三个容器中哪一个，应根据你的需要而定，一般应遵循下面
的原则：
1、如果你需要高效的随即存取，而不在乎插入和删除的效率，使用vector
2、如果你需要大量的插入和删除，而不关心随即存取，则应使用list
3、如果你需要随即存取，而且关心两端数据的插入和删除，则应使用deque。


在这一篇博客中，c++中容器总结，写的非常好，很全面，也很清楚。


55.删除链表中的重复

题目描述：

在一个排序的链表中，存在重复的结点，请删除该链表中重复的结点，重复的结点不保留，返回链表头指针。 例如，链表1->2->3->3->4->4->5 处理后为 1->2->5


思路：

遇到这种指针题最好能画画图，一步一步来

代码：

/*
struct ListNode {
    int val;
    struct ListNode *next;
    ListNode(int x) :
        val(x), next(NULL) {
    }
};
*/
class Solution {
public:
    ListNode* deleteDuplication(ListNode* pHead)
    {
if(pHead==NULL || pHead->next==NULL)
            return pHead;
        
        
        //先为链表创建一个头节点
        int firstNumber=pHead->val;
        
        //假设我的头节点数值为-1
        int myFirst=-1;
        
        //万一链表的头结点也为-1  那么我就改成-2
        if(myFirst==firstNumber)
            {
            myFirst=-2;
        }
        ListNode *head=new ListNode(myFirst);
        head->next=NULL;
        head->next=pHead;
        
        
        ListNode *p=head;
        ListNode *q=head->next;
        while(q)
            {
            while(q->next && (q->next->val == q->val))
                {
                q=q->next;
            }
            if(p->next !q)
                {
                q=q->next;
                p->next=q;  
            }else
                {
                p=q;
                q=q->next;  
            }
            
        }
            
        //返回的时候  注意去掉头节点（自己创建的辅助节点）
            return head->next;
            
    }
};

56.二叉树的下一个节点

题目描述：

给定一个二叉树和其中的一个结点，请找出中序遍历顺序的下一个结点并且返回。注意，树中的结点不仅包含左右子结点，同时包含指向父结点的指针。

思路：

分析二叉树的下一个节点，一共有以下情况：
1.二叉树为空，则返回空；
2.节点右孩子存在，则设置一个指针从该节点的右孩子出发，一直沿着指向左子结点的指针找到的叶子节点即为下一个节点；
3.节点不是根节点。如果该节点是其父节点的左孩子，则返回父节点；否则继续向上遍历其父节点的父节点，重复之前的判断，返回结果。

代码：

/*
struct TreeLinkNode {
    int val;
    struct TreeLinkNode *left;
    struct TreeLinkNode *right;
    struct TreeLinkNode *next;
    TreeLinkNode(int x) :val(x), left(NULL), right(NULL), next(NULL) {
        
    }
};
*/
class Solution {
public:
    TreeLinkNode* GetNext(TreeLinkNode* pNode)
    {
        if(pNode==NULL)
            return NULL;
        if(pNode->right!=NULL)
            {
            pNode=pNode->right;
            while(pNode->left!=NULL)
                pNode=pNode->left;
            return pNode;
                
        }
        while(pNode->next !=NULL)
            {
            TreeLinkNode* proot=pNode->next;
            if(proot->left==pNode)
                return proot;
            pNode=pNode->next;
        }
        return NULL;
    }

};


57.对称的二叉树

题目描述：

请实现一个函数，用来判断一颗二叉树是不是对称的。注意，如果一个二叉树同此二叉树的镜像是同样的，定义其为对称的。

思路：

采用了队列的数据结构，队列数据结构属性是先进先出。设置两个队列，然后将每个节点分别往下遍历，然后分别判断其中是否相同的结果，最终确定是否返回最终的true。

代码：

/*
struct TreeNode {
    int val;
    struct TreeNode *left;
    struct TreeNode *right;
    TreeNode(int x) :
            val(x), left(NULL), right(NULL) {
    }
};
*/
class Solution {
public:
    bool isSymmetrical(TreeNode* root)
    {
    if(root==NULL)
            return true;
        queue<TreeNode*>q1,q2;
        TreeNode* left=root->left;
        TreeNode* right=root->right;
        q1.push(left);
   
        q2.push(right);
     
        while(!q1.empty() && !q2.empty() ){
            left=q1.front();
                q1.pop();
            right=q2.front();
               q2.pop();
            if(left==NULL && right==NULL)
                continue;
            if(NULL==left || NULL==right)
                return false;
            if(left->val!=right->val)
                return false;
            
            q1.push(left->left);
            q1.push(left->right);
            q2.push(right->right);
            q2.push(right->left);
            
        }
        return true;
    }


};

58.按之字形顺序打印二叉树

题目描述：

请实现一个函数按照之字形打印二叉树，即第一行按照从左到右的顺序打印，第二层按照从右至左的顺序打印，第三行按照从左到右的顺序打印，其他行以此类推。

思路：

之字形打印就是上一行先打印的，然后到下一行后打印出来，本质上就是栈的特点。学到了一些技巧吧，就是空指针可以用nullptr表示
然后还是各种C++中的数据结构的应用。

代码：

/*
struct TreeNode {
    int val;
    struct TreeNode *left;
    struct TreeNode *right;
    TreeNode(int x) :
            val(x), left(NULL), right(NULL) {
    }
};
*/
class Solution {
public:
    vector<vector<int> > Print(TreeNode* pRoot) {
       vector<vector<int>> res;
        if(pRoot==nullptr) return res;
        stack<TreeNode *>stackL;
        stack<TreeNode *>stackR;
        TreeNode* popNode;
        vector<int>tmp;
        tmp.push_back(pRoot->val);
        res.push_back(tmp);
        tmp.clear();
        stackL.push(pRoot);
        while(!stackL.empty() || !stackR.empty() )
            {
            while(!stackL.empty())
                {
                popNode=stackL.top();
                stackL.pop();
                if(popNode->right)
                    {
                    stackR.push(popNode->right);
                    tmp.push_back(popNode->right->val);
                }
                if(popNode->left)
                    {
                    stackR.push(popNode->left);
                    tmp.push_back(popNode->left->val);
                    
                }
            }
            if(!tmp.empty())
                {
                res.push_back(tmp);
                tmp.clear();
            }
            while(!stackR.empty()){
                popNode=stackR.top();
                stackR.pop();
                if(popNode->left)
            {
                    stackL.push(popNode->left);
                    tmp.push_back(popNode->left->val);
                    
                }
               if(popNode->right)
                {
                stackL.push(popNode->right);
                tmp.push_back(popNode->right->val);
            }
            }
            
            
            if(!tmp.empty())
    {
            res.push_back(tmp);
            tmp.clear();
        }
        }
           return res;
    }
 

};


59.把二叉树打印成多行

题目描述：

从上到下按层打印二叉树，同一层结点从左至右输出。每一层输出一行。

思路：

这个题其实很简单，我们只需要设置两个变量就可以搞定。一个变量表示当前层中还没有打印的结点数，另一个变量表示下一层结点的数目。

代码：

/*
struct TreeNode {
    int val;
    struct TreeNode *left;
    struct TreeNode *right;
    TreeNode(int x) :
            val(x), left(NULL), right(NULL) {
    }
};
*/
class Solution {
public:
        vector<vector<int> > Print(TreeNode* pRoot) {
        vector<vector<int>>vv;
            vector<int>ve;
            queue<TreeNode* >que;
            queue<int>dque;
            int depth=0;
            que.push(pRoot);
            dque.push(depth);
            TreeNode* node;
            while(!que.empty())
                {
                node=que.front();
                if(depth!=dque.front())
                    {
                    vv.push_back(ve);
                    ve.clear();
                    depth=dque.front();
                }
                que.pop();
                dque.pop();
                if(node)
                    {
                    que.push(node->left);
                    que.push(node->right)
                    dque.push(depth+1);
                    dque.push(depth+1);
                    ve.push_back(node->val)；
                }
            }
            return vv;
        }
    
};

60.序列化二叉树

题目描述：

请实现两个函数，分别用来序列化和反序列化二叉树

思路：

这题不太

代码：


typedefTreeNode node;
typedefTreeNode* pnode;
typedefint* pint;
classSolution {
    vector<int> buf;
    voiddfs(pnode p){
        if(!p) buf.push_back(0x23333);
        else{
            buf.push_back(p -> val);
            dfs(p -> left);
            dfs(p -> right);
        }
    }
    pnode dfs2(pint& p){
        if(*p == 0x23333){
            ++p;
            return NULL;
        }
        pnode res =newnode(*p);
        ++p;
        res -> left = dfs2(p);
        res -> right = dfs2(p);
        returnres;
    }
public:
    char* Serialize(TreeNode *p) {
        buf.clear();
        dfs(p);
        int*res =newint[buf.size()];
        for(unsignedinti = 0; i < buf.size(); ++i) res[i] = buf[i];
        return(char*)res;
    }
    TreeNode* Deserialize(char*str) {
        int*p = (int*)str;
        returndfs2(p);
    }
};


61.二叉搜索树的第k个结点

题目描述：

给定一颗二叉搜索树，请找出其中的第k大的结点。例如， 5 / \ 3 7 /\ /\ 2 4 6 8 中，按结点数值大小顺序第三个结点的值为4。

思路：

首先还是一个概念的问题，就是二叉搜索树是，从左到右，从小到大。因此采用中序遍历，可以使序列变成从小到大排列的数列，因此很方便的找到第k个节点。其中中序遍历采用的是递归。比较巧妙。

代码：

/*
struct TreeNode {
    int val;
    struct TreeNode *left;
    struct TreeNode *right;
    TreeNode(int x) :
            val(x), left(NULL), right(NULL) {
    }
};
*/
class Solution {
public:
    TreeNode* KthNode(TreeNode* pRoot, int k)
    {
        if(pRoot==NULL || k<=0)return NULL;
        vector<TreeNode *>vec;
        Inorder(pRoot,vec);
        if(k>vec.size())
            return NULL;
        return vec[k-1];
    }
    
    //中序遍历
    void Inorder(TreeNode * pRoot,vector<TreeNode *>& vec)
        {
        if(pRoot==NULL) return;
        Inorder(pRoot->left,vec);
        vec.push_back(pRoot);
        Inorder(pRoot->right,vec);
    } 
};


62.滑动窗口的最大值

题目描述：

给定一个数组和滑动窗口的大小，找出所有滑动窗口里数值的最大值。例如，如果输入数组{2,3,4,2,6,2,5,1}及滑动窗口的大小3，那么一共存在6个滑动窗口，他们的最大值分别为{4,4,6,6,6,5}； 针对数组{2,3,4,2,6,2,5,1}的滑动窗口有以下6个： {[2,3,4],2,6,2,5,1}， {2,[3,4,2],6,2,5,1}， {2,3,[4,2,6],2,5,1}， {2,3,4,[2,6,2],5,1}， {2,3,4,2,[6,2,5],1}， {2,3,4,2,6,[2,5,1]}。

思路：

这一题很简单了，但是也出错了一个就是判断条件的不成熟使用，还有一个就是，返回值的不熟悉。最后一个就是小细节上的不注意，思路还是很简单的。

代码：


class Solution {
public:
    vector<int> maxInWindows(const vector<int>& num, unsigned int size)
    {
        vector<int>res;
        if(size<1 || size>num.size() || num.empty())
            return res;
        int temp;
        for(int i=0;i<num.size()-size+1;i++)
            {
            temp=num[i];
            for(int j=i+1;j<i+size;j++)
                {
                if(temp<num[j])
                    temp=num[j];
            }
            res.push_back(temp);
        }
        return res;
    }

};

63.矩阵中的路径

题目描述：

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，向下移动一个格子。如果一条路径经过了矩阵中的某一个格子，则该路径不能再进入该格子。 例如 a b c e s f c s a d e e 矩阵中包含一条字符串"bcced"的路径，但是矩阵中不包含"abcb"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，路径不能再次进入该格子。

思路：

这一题思路其实是简单的，其实就是给个开头，然后依次判断四个位置是否符合相关的值。但是其中一些具体的操作还不是很会。

代码：

class Solution {
public:
    bool hasPath(char* matrix, int rows, int cols, char* str)
    {
    if(str==NULL || rows<=0 || cols<=0)
            return false;
        bool *isOk=new bool[rows*cols]();
        for(int i=0;i<rows;i++)
            {
            for(int j=0;j<cols;j++)
                {
                if(isHsaPath(matrix,rows,cols,str,isOk,i,j))
                    return true;
            }
        }
        return false;
    }
bool isHsaPath(char *matrix,int rows,int cols,char *str,bool *isOk,int curx,int cury)
        {
        if(*str=='\0')
            return true;
        if(cury==cols)
            {
            curx++;
            cury=0;
        }
        if(cury==-1)
            {
            curx--;
            cury=cols-1;
            
        }
        if(curx<0|| curx>= rows)
            return false;
        if(isOk[curx*cols+cury] || *str!=matrix[curx*cols+cury])
            return false;
        isOk[curx*cols+cury]=true;
        bool sign=isHsaPath(matrix,rows,cols,str+1,isOk,curx-1,cury)
            || isHsaPath(matrix,rows,cols,str+1,isOk,curx+1,cury)
            || isHsaPath(matrix,rows,cols,str+1,isOk,curx,cury-1)
            || isHsaPath(matrix,rows,cols,str+1,isOk,curx,cury+1);
        isOk[curx*cols+cury]=false;
        return sign;
    }
};

64.机器人的运动路径

题目描述：

地上有一个m行和n列的方格。一个机器人从坐标0,0的格子开始移动，每一次只能向左，右，上，下四个方向移动一格，但是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。但是，它不能进入方格（35,38），因为3+5+3+8 = 19。请问该机器人能够达到多少个格子？

思路：

同样的还是采用回溯算法。。

代码：

class Solution {
public:
    int movingCount(int threshold, int rows, int cols)
    {
        bool *flag=new bool[rows*cols];
        for(int i=0;i<rows*cols;i++)
            {
            flag[i]=false;
        }
        int count=moving(threshold,rows,cols,0,0,flag);
        return count;
    }
    int moving(int threshold,int rows,int cols,int i,int j,bool* flag)
     {
        int count=0;
        if(i>=0 && i<rows && j>=0 && j<cols && getsum(i)+getsum(j)<=threshold && flag[i*cols+j]==false)
    {
            flag[i*cols+j]=true;
            count=1+moving(threshold,rows,cols,i+1,j,flag)
                +moving(threshold,rows,cols,i-1,j,flag)
                +moving(threshold,rows,cols,i,j-1,flag)
                +moving(threshold,rows,cols,i,j+1,flag);
        }
        return count;
    }
    int getsum(int num)
        {
        int sum=0;
        while(num){
            sum+=num%10;
            num/=10;
        }
        return sum;
    }
};

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