Leetcode学习笔记（1）

scrapy爬虫的学习告一段落，又因为现在在学习数据结构，做题平台是lettcode：https://leetcode-cn.com/

每周都要交一次做题的笔记，所以把相关代码和思路同时放在博客上记录

题目1 ID1

给定一个整数数组 nums 和一个目标值 target，请你在该数组中找出和为目标值的那 两个 整数，并返回他们的数组下标。

你可以假设每种输入只会对应一个答案。但是，你不能重复利用这个数组中同样的元素。

示例:

给定 nums = [2, 7, 11, 15], target = 9

因为 nums[0] + nums[1] = 2 + 7 = 9

所以返回 [0, 1]

我的解答：

/**

 * Note: The returned array must be malloced, assume caller calls free().

 */

int* twoSum(int* nums, int numsSize, int target, int* returnSize){

    int i,j;

    int* num;

    for(i=0;i<numsSize;i++){

        for(j=i+1;j<numsSize;j++){

            if(nums[i]+nums[j]==target){

                *returnSize=2;

                num=(int*)malloc(sizeof(int)*2);

                num[0]=i;

                num[1]=j;

                return num;

            }

        }

    }

    return 0;

}

　　

通过嵌套两层for循环的方式暴力求解，返回得到的下标值

题目2 ID7

给出一个 32 位的有符号整数，你需要将这个整数中每位上的数字进行反转。

示例 1:

输入: 123

输出: 321

示例 2:

输入: -123

输出: -321

示例 3:

输入: 120

输出: 21

注意:

假设我们的环境只能存储得下 32 位的有符号整数，则其数值范围为 [−231,  231 − 1]。请根据这个假设，如果反转后整数溢出那么就返回 0。

我的解答：

#define MAX 2147483647
#define MIN -2147483648
int reverse(int x){
    long num=0;
    while(x!=0){
        num=num*10+x%10;
        x=x/10;
    }
    return (num>MAX||num<MIN)?0:num;
}

　　

用时0ms，内存消耗6.9MB

最开始num定义的数据类型是int，提交的时候出错了，最后一次的输入将其爆掉了，看了一下题目，意思应该是我们return 结果的那个测试环境，只能储存32位有符号整数，并不是说num是int，所以修改其为long

题目3 ID9

判断一个整数是否是回文数。回文数是指正序（从左向右）和倒序（从右向左）读都是一样的整数。

示例 1:

输入: 121

输出: true

示例 2:

输入: -121

输出: false

解释: 从左向右读, 为 -121 。 从右向左读, 为 121- 。因此它不是一个回文数。

示例 3:

输入: 10

输出: false

解释: 从右向左读, 为 01 。因此它不是一个回文数。

进阶:

你能不将整数转为字符串来解决这个问题吗？

我的解答：

bool isPalindrome(int x){
    if(x>=0&&x<=9){
        return true;
    }else if(x<0){
        return false;
    }else{
        long temp,num=0;
        temp=x;
        while(temp!=0){
            num=num*10+temp%10;
            temp=temp/10;
        }
        if(x==num){
            return true;
        }else{
            return false;
        }
    }
}

　　

用时12ms，内存7.1MB

对于正个位数可知是回文数，负数因为符号的存在而必然不会是回文数，两者都可以直接返回，对于大于9的整数我们可以像上一道题一样先求出它的整数的反转数，然后与其原数相比较，基于回文数的定义，如果是回文数，两数应当相等，如果不是则不等，再返回相应的布尔值即可。需要注意的是测试数字可能很大，所以我们将num，temp都设置成long型。

题目4 ID13

罗马数字包含以下七种字符: I， V， X， L，C，D 和 M。

字符          数值

I             1

V             5

X             10

L             50

C             100

D             500

M             1000

例如， 罗马数字 2 写做 II ，即为两个并列的 1。12 写做 XII ，即为 X + II 。 27 写做  XXVII, 即为 XX + V + II 。

通常情况下，罗马数字中小的数字在大的数字的右边。但也存在特例，例如 4 不写做 IIII，而是 IV。数字 1 在数字 5 的左边，所表示的数等于大数 5 减小数 1 得到的数值 4 。同样地，数字 9 表示为 IX。这个特殊的规则只适用于以下六种情况：

I 可以放在 V (5) 和 X (10) 的左边，来表示 4 和 9。

X 可以放在 L (50) 和 C (100) 的左边，来表示 40 和 90。

C 可以放在 D (500) 和 M (1000) 的左边，来表示 400 和 900。

给定一个罗马数字，将其转换成整数。输入确保在 1 到 3999 的范围内。

示例 1:

输入: "III"

输出: 3

示例 2:

输入: "IV"

输出: 4

示例 3:

输入: "IX"

输出: 9

示例 4:

输入: "LVIII"

输出: 58

解释: L = 50, V= 5, III = 3.

示例 5:

输入: "MCMXCIV"

输出: 1994

解释: M = 1000, CM = 900, XC = 90, IV = 4.

我的解答：

可以看到在题目中给出了六种特殊情况，如果没有特殊情况的话我们只需要遍历传进来的字符串，进行每一位的变化就可以了，有了六种特殊情况之后第一反应就是if...else进行分支

另外，在罗马数字中，小的数字在大的数字的右边，所表示的数等于这些数字相加得到的数，如 Ⅷ=8、Ⅻ=12； 小的数字（限于 Ⅰ、X 和 C）在大的数字的左边，所表示的数等于大数减小数得到的数，如 Ⅳ=4、Ⅸ=9 懂得这个可以写出更好的代码

int romanToInt(char * s){
    int i=0;
    int sum=0;
    for(i=0;s[i];i++){
        switch(s[i]){
            case 'M':sum+=1000;break;
            case 'D':sum+=500;break;
            case 'L':sum+=50;break;
            case 'V':sum+=5;break;
            case 'C':
                if(s[i+1]=='D'){
                    sum+=400;
                    i++;
                }else if(s[i+1]=='M'){
                    sum+=900;
                    i++;
                }else{
                    sum+=100;
                }
                break;
            case 'X':
                if(s[i+1]=='L'){
                    sum+=40;
                    i++;
                }else if(s[i+1]=='C'){
                    sum+=90;
                    i++;
                }else{
                    sum+=10;
                }
                break;
            case 'I':
                if(s[i+1]=='V'){
                    sum+=4;
                    i++;
                }else if(s[i+1]=='X'){
                    sum+=9;
                    i++;
                }else{
                    sum+=1;
                }
                break;
        }
    }
    return sum;
}

　　

题目5 ID面试题64

求 1+2+...+n ，要求不能使用乘除法、for、while、if、else、switch、case等关键字及条件判断语句（A?B:C）。

示例 1：

输入: n = 3

输出: 6

示例 2：

输入: n = 9

输出: 45

限制：

1 <= n <= 10000

我的解答：

C/C++的语言特性，使用&&导致逻辑短路

即左侧的表达式为假时整个表达式后续将不再进行评估，算是奇技淫巧吧。

int sumNums(int n){
    int sum=n;
    n&&(sum+=sumNums(n-1));
    return sum;
}

　　

题目6 ID面试题14

编写一个函数来查找字符串数组中的最长公共前缀。

如果不存在公共前缀，返回空字符串 ""。

示例 1:

输入: ["flower","flow","flight"]

输出: "fl"

示例 2:

输入: ["dog","racecar","car"]

输出: ""

解释: 输入不存在公共前缀。

说明:

所有输入只包含小写字母 a-z 。

我的解答：

char * longestCommonPrefix(char ** strs, int strsSize){
    int i,j;
    char* ans=strs[0];
    if(strsSize==0){
        return "";
    }
    for(i=1;i<strsSize;i++){
        for(j=0;ans[j]!='\0'&&strs[i][j]!='\0';j++){
            if(ans[j]!=strs[i][j]){
                break;
            }
        }
        ans[j]='\0';
        if(ans==NULL){
            return "";
        }
    }
    return ans;
}

　　

用ans指向第一个字符串，跟每一个字符串进行比较，当有一位不同的时候退出内层循环，并且将ans截断，如果ans为NULL的话，证明没有一位相同，即无最长公共前缀。否则返回截断得到的ans

题目7 ID20

给定一个只包括 '('，')'，'{'，'}'，'['，']' 的字符串，判断字符串是否有效。

有效字符串需满足：

左括号必须用相同类型的右括号闭合。

左括号必须以正确的顺序闭合。

注意空字符串可被认为是有效字符串。

示例 1:

输入: "()"

输出: true

示例 2:

输入: "()[]{}"

输出: true

示例 3:

输入: "(]"

输出: false

示例 4:

输入: "([)]"

输出: false

示例 5:

输入: "{[]}"

输出: true

我的解答：

bool isValid(char * s){
    int i,top=-1;
    int length=strlen(s);
    char* cha=(char*)malloc(length);
    if(s==NULL){
        return true;
    }
    if(length%2!=0){
        return false;
    }
    for(i=0;i<length;i++){
        if(s[i]=='('||s[i]=='{'||s[i]=='['){
            cha[++top]=s[i];
        }else if(top==-1){
            return false;
        }else if(cha[top]+1==s[i]||cha[top]+2==s[i]){
            top--;
        }else{
            return false;
        }
    }
    return top==-1;
}

　　

左括号先储存在一个数组里面，当遇到右括号的时候弹出，先进后出的结构我们用类似于栈来实现，然后考虑几种情况即可，判断是否匹配的时候使用一个左括号对应的右括号的ASCII码来比较。

题目8 ID21

将两个有序链表合并为一个新的有序链表并返回。新链表是通过拼接给定的两个链表的所有节点组成的。

示例：

输入：1->2->4, 1->3->4

输出：1->1->2->3->4->4

我的解答：

题目给出了指针结构体的格式

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     struct ListNode *next;
 * };
 */

struct ListNode* mergeTwoLists(struct ListNode* l1, struct ListNode* l2){
    if(l1==NULL){
        return l2;
    }
    if(l2==NULL){
        return l1;
    }
    if(l1->val<l2->val){
        l1->next=mergeTwoLists(l1->next,l2);
        return l1;
    }else{
        l2->next=mergeTwoLists(l1,l2->next);
        return l2;
    }
}

　　

我们递归调用该函数即可按照大小顺序排列链接链表，需要考虑的问题是返回哪一个链表，我们也可以重新开一个链表，为了方便直接使用l1或l2中的一个，通过比较第一个值来确定返回值，接着递归调用即可

题目9 ID26

给定一个排序数组，你需要在原地删除重复出现的元素，使得每个元素只出现一次，返回移除后数组的新长度。

不要使用额外的数组空间，你必须在原地修改输入数组并在使用 O(1) 额外空间的条件下完成。

示例 1:

给定数组 nums = [1,1,2],

函数应该返回新的长度 2, 并且原数组 nums 的前两个元素被修改为 1, 2。

你不需要考虑数组中超出新长度后面的元素。

示例 2:

给定 nums = [0,0,1,1,1,2,2,3,3,4],

函数应该返回新的长度 5, 并且原数组 nums 的前五个元素被修改为 0, 1, 2, 3, 4。

你不需要考虑数组中超出新长度后面的元素。

说明:

为什么返回数值是整数，但输出的答案是数组呢?

请注意，输入数组是以“引用”方式传递的，这意味着在函数里修改输入数组对于调用者是可见的。

你可以想象内部操作如下:

// nums 是以“引用”方式传递的。也就是说，不对实参做任何拷贝

int len = removeDuplicates(nums);

// 在函数里修改输入数组对于调用者是可见的。

// 根据你的函数返回的长度, 它会打印出数组中该长度范围内的所有元素。

for (int i = 0; i < len; i++) {

print(nums[i]);

}

我的解答：

int removeDuplicates(int* nums, int numsSize){
    int i,j;
    if(nums==NULL||numsSize==0){
        return 0;
    }
    for(i=1,j=1;i<numsSize;i++){
        if(nums[i]!=nums[i-1]){
            nums[j]=nums[i];
            j++;
        }
    }
    return j;
}

　　

双指针法

题目10 ID53

给定一个整数数组 nums ，找到一个具有最大和的连续子数组（子数组最少包含一个元素），返回其最大和。

示例:

输入: [-2,1,-3,4,-1,2,1,-5,4],

输出: 6

解释: 连续子数组 [4,-1,2,1] 的和最大，为 6。

进阶:

如果你已经实现复杂度为 O(n) 的解法，尝试使用更为精妙的分治法求解。

我的解答：

看浙大数据结构的时候有相同的题目，特意来做的，maxnum需要设置大一点才能过审，当thisnum小于0的时候，对于连续子列和的增大就没有帮助了，应当舍弃。更精妙的分治法以后改进。

int maxSubArray(int* nums, int numsSize){
    int i,thissum=0,maxsum=-2147483648;
    for(i=0;i<numsSize;i++){
        thissum+=nums[i];
        if(thissum>maxsum){
            maxsum=thissum;
        }
        if(thissum<0){
            thissum=0;
        }
    }
    return maxsum;
}

　　

题目11 ID383

给定一个赎金信 (ransom) 字符串和一个杂志(magazine)字符串，判断第一个字符串ransom能不能由第二个字符串magazines里面的字符构成。如果可以构成，返回 true ；否则返回 false。

(题目说明：为了不暴露赎金信字迹，要从杂志上搜索各个需要的字母，组成单词来表达意思。)

注意：

你可以假设两个字符串均只含有小写字母。

canConstruct("a", "b") -> false

canConstruct("aa", "ab") -> false

canConstruct("aa", "aab") -> true

我的解答：

最开始的答案是：

bool canConstruct(char * ransomNote, char * magazine){
    int ransomNotenum[26],magazinenum[26];
    int i=0;
    while(ransomNote[i]){
        ransomNotenum[ransomNote[i]-'a']++;
        i++;
    }
    i=0;
    while(magazine[i]){
        magazinenum[magazine[i]-'a']++;
        i++;
    }
    for(i=0;i<26;i++){
        while(ransomNotenum[i]){
            ransomNotenum[i]--;
            magazinenum[i]--;
        }
    }
    for(i=0;i<26;i++){
        if(magazinenum[i]<0){
            return false;
        }
    }
    return true;
}

　　

时间超时了，进一步修改

合并为一个数组：

bool canConstruct(char * ransomNote, char * magazine){
    int ransomNotenum[26]={0};
    int i=0;
    while(magazine[i]!='\0'){
        ransomNotenum[magazine[i]-'a']++;
        i++;
    }
    
    i=0;
    while(ransomNote[i]!='\0'){
        ransomNotenum[ransomNote[i]-'a']--;
        i++;
    }
    for(i=0;i<26;i++){
        if(ransomNotenum[i]<0){
            return false;
        }
    }
    return true;
}

　　

因为小写字母一共是26个，我们创建一个大小为26的数组，对每个字母出现的次数进行统计，赎金信里面再减去即可得到结果，查看数组中是否有为负数的值，就可知道返回值为true或false，另外应该将数组初始化为0，这里忘记了，找了好久错。

题目12 ID1137

泰波那契序列 Tn 定义如下：

T0 = 0, T1 = 1, T2 = 1, 且在 n >= 0 的条件下 Tn+3 = Tn + Tn+1 + Tn+2

给你整数 n，请返回第 n 个泰波那契数 Tn 的值。

示例 1：

输入：n = 4

输出：4

解释：

T_3 = 0 + 1 + 1 = 2

T_4 = 1 + 1 + 2 = 4

示例 2：

输入：n = 25

输出：1389537

提示：

0 <= n <= 37

答案保证是一个 32 位整数，即 answer <= 2^31 - 1。

我的解答：

很容易会想到斐波那契数列一样的回溯解法：

int tribonacci(int n){
    if(n==0){
        return 0;
    }else if(n==1||n==2){
        return 1;
    }else{
        return tribonacci(n-1)+tribonacci(n-2)+tribonacci(n-3);
    }
}

　　

不出意料超时了，在评论区里面学习了一下。

首先可以选择优化回溯算法，题目给出了T(n+3)=T(n)+T(n+1)+T(n+2)，故T(n+4)=T(n+1)+T(n+2)+T(n+3)，两者相减可得到T(n)=2T(n-1)-T(n+4)

这样return 的时候就少一个回溯了，将代码修改为：

int tribonacci(int n){
    switch(n){
        case 0:return 0;
        case 1:return 1;
        case 2:return 1;
        case 3:return 2;
        case 4:return 4;
        default:return 2*tribonacci(n-1)-tribonacci(n-4);
    }
}

　　

修改了之后在最后一个输入当n=37的时候还是超出了范围:(

从而想将代码修改为非回溯算法：

int tribonacci(int n){
    long reason=0;
    long a1=1,a2=1,a3=2;
    int i;
    if(n==0){
        return 0;
    }else if(n==1||n==2){
        return 1;
    }else if(n==3){
        return 2;
    }else{
        for(i=4;i<=n;i++){
            reason=a1+a2+a3;
            a1=a2;
            a2=a3;
            a3=reason;
        }
        return reason;
    }
}

　　

修改后通过。