代码随想录算法训练营day04 | leetcode

基础知识

记录一下栈实现及操作

public class ArrayDequeStack
{
    public void main()
    {
        ArrayDeque stack = new ArrayDeque();
        // 大小
        System.out.println(stack.size());
        // 依次将三个元素push入"栈"
        stack.push("循循渐进Linux");
        stack.push("小学语文");
        stack.push("时间简史");
        // 输出：[时间简史, 小学语文, 循循渐进Linux]
        System.out.println(stack);
        // 访问第一个元素，但并不将其pop出"栈"，输出：时间简史
        System.out.println(stack.peek());
        // 依然输出：[时间简史, 小学语文, 循循渐进Linux]
        System.out.println(stack);
        // pop出第一个元素，输出：时间简史
        System.out.println(stack.pop());
        // 输出：[小学语文, 循循渐进Linux]
        System.out.println(stack);
    }
}

记录一下Map常用操作

HashMap<String, String > myMap  = new HashMap<String, String>(){{
    put("a","b");
    put("b","b");
}};

{
    Object object = new Object();
    Object key = new Object();
    Object value = new Object();
    Map map1 = new HashMap<>();
    Map map2 = new TreeMap();
    Map map3 = new LinkedHashMap();
    map1.get(key);

    map1.put("string", object);
    map1.putIfAbsent(1, object);

    map1.remove(key);

    map1.isEmpty();
    map1.containsKey(key);
    map1.containsValue(value);
    map1.getOrDefault(13, 0);
    map1.replace(key, value, value);

    // 存不存在key 或 value
    // 如果指定的键尚未与某个值相关联（或映射到 null ）将其与给定值相关联并返回 null ，否则返回当前值。
    for (Object key1 : map1.keySet()) {
        Object value1 = map1.get(key);
        System.out.println(key1 + " = " + value1);
    }

    // 根据泛型的类型判断该如何进行排序 直接根据key 或者 根据key获取value进行lambda比较器排序
    Map<Character, Integer> map = new HashMap<Character, Integer>();
    List<Character> list = new ArrayList<Character>(map.keySet());
    // 按value 降序排序
    Collections.sort(list, (a, b) -> map.get(b) - map.get(a));
    // 按key 降序排序
    Collections.sort(list, (a, b) -> b.compareTo(a));
}

LeetCode 24

分析1.0

交换相邻的两个节点，需要两个指针 pre p，不修改节点内部的值,意味着只改变原节点next指向，

1. 空链 或链中只有一个节点 直接返回
2. ans指向 第一对交换后的相邻节点左侧
3. 循环终止条件只剩下0或1个元素，可退出终止

失误

1. 只考虑到了仅有两个元素的交换，如果有3个以上元素的交换，还需要设置last指针指向已交换完成的链表段的最后一个元素
2. 应将链表分为三部分 ①已操作好链表段 last指向这段尾节点 ②待交换的2个节点③剩余链表段 first指向这段首节点
3. if(p1.next == null || p1 == null) 就近原则可能报错

class Solution {
    public ListNode swapPairs(ListNode head) {
        if(head == null || head.next == null){
            return head;
        }
        ListNode ans = new ListNode(-1);
        ListNode p1 = head, p2 = head.next, first, last = new ListNode(-2);
        // 至少有两个节点
        while(true){
            first = p2.next;
            p2.next = p1;
            p1.next = first;
            last.next = p2;
            last = p1;
            if(ans.val == -1){
                ans = p2;
            }
            if(first == null){
                break;
            }
            p1 = first;
            p2 = p1.next;
            if(p1== null || p2 == null){
                break;
            }
        }
        return ans;
    }
}

分析2.0

应将链表分为三部分 ①已操作好链表段 last指向这段尾节点 ②待交换的2个节点③剩余链表段 first指向这段首节点

class Solution {
    public ListNode swapPairs(ListNode head) {
        if(head == null || head.next == null){
            return head;
        }
        ListNode ans = new ListNode(-1);
        ListNode p1 = head, p2 = head.next, first = p2.next, last = new ListNode(-1,head);
        // 至少有两个节点
        while(true){
            // last.next 指向p2 p2指向p1 p1指向first
            last.next = p2;
            p2.next = p1;
            p1.next = first;
            last = p1;
            if(ans.val == -1){
                ans = p2;
            }
            p1 = last.next;
            if(p1 == null || p1.next == null){
                break;
            }
            p2 = p1.next;
            first = p2.next;
        }
        return ans;
    }
}

LeetCode 19

分析1.0

要求删除链表的倒数第n个节点 思路：设置两个指针，p pre, 间隔n个元素，当p = null 时pre.next = 待删节点

失误 遇到一个奇怪的点 pre.next = head pre.next=pre.next.next head竟然没变

订正 确实是没变

class Solution {
    public ListNode removeNthFromEnd(ListNode head, int n) {
        if(head == null){
            return null;
        }
        // p最终要指向的是最后一个节点 所以循环终止条件是p.next != null
        ListNode pre = new ListNode(101,head), p = head;
        int cnt = 1;
        while(cnt < n && p != null){
            p = p.next;
            cnt++;
        }// 遍历结束时，p指针指向第n个节点 pre.next = head
        System.out.println("p----"+p.val);
        System.out.println("pre----"+pre.val);
        while(p.next != null){
            System.out.println("循环");
            p = p.next;
            pre = pre.next;
        }
        // pre指向倒数第n+1个节点
        System.out.println(pre.next == head);
        pre.next = pre.next.next;
        System.out.println(pre.next == head);
        System.out.println("head----"+head.val);
        System.out.println("pre.next----"+pre.next);
        return head;
    }
}

修改 返回虚拟头结点的next

class Solution {
    public ListNode removeNthFromEnd(ListNode head, int n) {
        if(head == null){
            return null;
        }
        // p最终要指向的是最后一个节点 所以循环终止条件是p.next != null
        ListNode pre = new ListNode(101,head), p = head, virtualNode = pre;
        int cnt = 1;
        while(cnt < n && p != null){
            p = p.next;
            cnt++;
        }// 遍历结束时，p指针指向第n个节点 pre.next = head
        while(p.next != null){
            p = p.next;
            pre = pre.next;
        }
        // pre指向倒数第n+1个节点
        pre.next = pre.next.next;
        return virtualNode.next;
    }
}

分析2.0

p可走n+1步后，pre接着走，这样pre直接就指向了待删除元素的前一个

LeetCode 面试题 02.07. 链表相交

分析1.0

这题一看过去首先想到的就是要逆向遍历，但是又要求不能改变原来链表的结构,便用两个list装下所有数据完成转置，接着开始遍历两个list，找到最后一个相等节点，

public class Solution {
    public ListNode getIntersectionNode(ListNode headA, ListNode headB) {
        if(headA == null || headB == null){
            return null;
        }
        ListNode p1 = new ListNode(-1,headA), p2 = new ListNode(-2,headB);
        List<ListNode> list1 = new LinkedList(), list2 = new LinkedList();
        while(p1.next != null){
            list1.add(p1.next);
            p1 = p1.next;
        }
        while(p2.next != null){
            list2.add(p2.next);
            p2 = p2.next;
        }

        /*if(headA.val != headB.val){
            System.out.println("尾节点不同");
            return null; // headA headB是始终不变的这么比比的是原链表的首节点
        }*/
        // 通过日志发现了问题 压根儿就没有转置
        for(int i = 0; i < list1.size(); i++){
            System.out.println(list1.get(i).val);
        }

        int cnt = -1;
        while(list1.get(cnt+1) == list2.get(cnt+1) && list1.get(cnt+1) != null && list2.get(cnt+1) != null){
            System.out.println(list1.get(cnt+1));
            cnt++;
        }
        return list1.get(cnt);
    }
}

失误：真是闹了个乌龙

分析2.0

直接插入采用的是尾插法，根本就没有实现元素转置 转置可用栈 可惜超出内存限制了

public class Solution {
    public ListNode getIntersectionNode(ListNode headA, ListNode headB) {
        if(headA == null || headB == null){
            return null;
        }
        ListNode p1 = new ListNode(-1,headA), p2 = new ListNode(-2,headB);
        ArrayDeque<ListNode> stack1 = new ArrayDeque(), stack2 = new ArrayDeque();
        while(p1.next != null){
            stack1.push(p1.next);
        }
        while(p2.next != null){
            stack2.push(p2.next);
        }
        // 开始比较选出首个不等节点
        ListNode ans = null;
        while(true){
            p1 = stack1.pop();
            p2 = stack2.pop();
            if(p1.val != p2.val){
                break;
            }
            ans = p1;
        }
        return ans;
    }
}

分析3.0

看了卡哥的思路，发现自己还是没有准确理解节点相等这个要求

将链表以当前遍历节点为基准分为三段，若A B指向了相同的节点，那之后的那一段一定是相同的 而比较节点是否相同比较的也是ListNode这个引用是否相等（和数组的区别之一）

于是① 获取A B长度，移动长链表头指针headA至以新的headA为头结点的链表长度等于原短链表的长度，开始比较，节点引用相等的点为所求

public class Solution {
    public ListNode getIntersectionNode(ListNode headA, ListNode headB) {
        ListNode curA = headA;
        ListNode curB = headB;
        int lenA = 0, lenB = 0;
        while (curA != null) { // 求链表A的长度
            lenA++;
            curA = curA.next;
        }
        while (curB != null) { // 求链表B的长度
            lenB++;
            curB = curB.next;
        }
        curA = headA;
        curB = headB;
        // 让curA为最长链表的头，lenA为其长度
        if (lenB > lenA) {
            //1. swap (lenA, lenB);
            int tmpLen = lenA;
            lenA = lenB;
            lenB = tmpLen;
            //2. swap (curA, curB);
            ListNode tmpNode = curA;
            curA = curB;
            curB = tmpNode;
        }
        // 求长度差
        int gap = lenA - lenB;
        // 让curA和curB在同一起点上（末尾位置对齐）
        while (gap-- > 0) {
            curA = curA.next;
        }
        // 遍历curA 和 curB，遇到相同则直接返回
        while (curA != null) {
            if (curA == curB) {
                return curA;
            }
            curA = curA.next;
            curB = curB.next;
        }
        return null;
    }

}

分析4.0

1. 抽象思维 链表分3段
2. 明确所求结果落实到链表状态上是个什么情形
3. 从结果倒推循环起点

LeetCode 142

分析1.0 

从图的出入度考虑，入环节点入度为2，简历<ListNode,<index,int>>哈希表，访问到某一节点时，入度+1,如果当前节点入度为2，返回当前节点index，若节点为null，return -1

但是这样会报错

HashSet<ListNode, <Integer,Integer>> set = new HashSet();

好吧 分析1.0都是错的

订正

要使用的结构为Map 

public class Solution {
    public ListNode detectCycle(ListNode head) {
        HashMap<ListNode, Integer> map = new HashMap();// 节点，索引
        ListNode cur = head;
        int index = 0;
        while(true){
            if(cur == null){
                return null;
            }
            if(map.containsKey(cur)){
                return cur;
            }else{
                map.put(cur,index++);
            }
            cur = cur.next;
        }
    }
}

分析2.0

这题其实用不着记录入度，用Set<ListNode> 就行，遍历时查重即可

分析3.0

空间复杂度为O(1) 考虑双指针 滑动窗口这类思想

快慢指针 a指针一次走两步，b指针一次走一步，相当于a指针一次走一步b指针没动 这个思路Mark一下

public class Solution {
    public ListNode detectCycle(ListNode head) {
        ListNode slow = head;
        ListNode fast = head;
        while (fast != null && fast.next != null) {
            slow = slow.next;
            fast = fast.next.next;
            if (slow == fast) {// 有环
                ListNode index1 = fast;
                ListNode index2 = head;
                // 两个指针，从头结点和相遇结点，各走一步，直到相遇，相遇点即为环入口
                while (index1 != index2) {
                    index1 = index1.next;
                    index2 = index2.next;
                }
                return index1;
            }
        }
        return null;
    }
}

参考卡哥 https://programmercarl.com/0142.%E7%8E%AF%E5%BD%A2%E9%93%BE%E8%A1%A8II.html

总结

1. 总结一个做题抽象思维，把数据看成几个整体，整体之间如何联系、整体之内如何联系
2. if(p1.next == null || p1 == null) 就近原则可能报错
3. ListNode pre = new ListNode(5,head) 自定义val值时考虑题目限制 我这里设为负数被系统强制改为绝对值
4. 链表题考虑虚拟头结点！！！
5. pre.next = head pre.next=pre.next.next head是不会变的，一直指向那块内存区域 而链表的结构是发生了变化的
6. 搞清循环终止条件是  p != null 还是 p.next !=null 计数器定位可采取特殊法
7. 删除节点定位它的前一个节点
8. 特殊情况一定要优先考虑，有时候不光考虑一个结构有无元素 返回的结果要留意是否为null
9. 循环是重点 循环的其实条件 终止条件 注意循环前变量值循环后变量值
10. 快慢指针 a指针一次走两步，b指针一次走一步，相当于a指针一次走一步b指针没动

常用变量名增量更新

size、val、ans、cnt、cur、pre、next、left、right、index、gap