Leetcode学习笔记（6）

题目1 ID112

给定一个二叉树和一个目标和，判断该树中是否存在根节点到叶子节点的路径，这条路径上所有节点值相加等于目标和。

说明: 叶子节点是指没有子节点的节点。

示例:

给定如下二叉树，以及目标和 sum = 22，

5

/ \

4   8

/   / \

11  13  4

/  \      \

7    2      1

返回 true, 因为存在目标和为 22 的根节点到叶子节点的路径 5->4->11->2。

我的解答：

最开始的版本是这样的：

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     struct TreeNode *left;
 *     struct TreeNode *right;
 * };
 */
 
bool hasPathSum(struct TreeNode* root, int sum){
    if(root==NULL&&sum!=0){
        return false;
    }
    if(root==NULL&&sum==0){
        return true;
    }
    return hasPathSum(root->left,sum-root->val)||hasPathSum(root->right,sum-root->val);
}

　　

使用递归和或运算，判断根节点到叶子结点中，是否有一条路径的和为sum对sum做减法，若某一个叶子结点处sum等于0，说明存在和为sum的路径，返回true。但是对于特殊输入值如:root为空树，sum=0的时候，本应该返回false，在上面的判断中却返回true，而这种情况又跟叶子结点判true是相同的，导致了错误。当输入案例为示例时，实际上代码是递归到2的左子树根节点时，才返回的true，因为2是叶子结点，所以其左子树根节点为NULL，从而导致跟特殊输入案例相同，将代码修改为在叶子结点时进行判断即可，修改后的代码如下：

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     struct TreeNode *left;
 *     struct TreeNode *right;
 * };
 */
 
bool hasPathSum(struct TreeNode* root, int sum){
    if(root==NULL){
        return false;
    }
    if(root->left==NULL&&root->right==NULL){
        return sum-root->val==0;
    }
    return hasPathSum(root->left,sum-root->val)||hasPathSum(root->right,sum-root->val);
}

　　

题目2 ID637

给定一个非空二叉树, 返回一个由每层节点平均值组成的数组.

示例 1:

输入:

3

/ \

9  20

/  \

15   7

输出: [3, 14.5, 11]

解释:

第0层的平均值是 3,  第1层是 14.5, 第2层是 11. 因此返回 [3, 14.5, 11].

注意：

节点值的范围在32位有符号整数范围内。

我的解答：

层序遍历，使用列表queue是否为空判断结束，每一层的非空节点值存在temp列表里面，当前层的值存在list1列表中，每往下一层，将temp赋给queue，当temp为空的时候，则证明没有新的为空的结点了，结束while循环。

# Definition for a binary tree node.
# class TreeNode:
#     def __init__(self, x):
#         self.val = x
#         self.left = None
#         self.right = None
 
class Solution:
 
    def averageOfLevels(self, root: TreeNode) -> List[float]:
        result=[]
        if not root:
            return result
        queue=[root]
        while len(queue)!=0:
            list1=[]
            temp=[]
            for i in queue:
                list1.append(i.val)
                if i.left:
                    temp.append(i.left)
                if i.right:
                    temp.append(i.right)
            result.append(float(sum(list1))/len(list1))
            queue=temp
        return result

题目3 ID1305

给你 root1 和 root2 这两棵二叉搜索树。

请你返回一个列表，其中包含 两棵树 中的所有整数并按 升序 排序。.

示例 1：

输入：root1 = [2,1,4], root2 = [1,0,3]

输出：[0,1,1,2,3,4]

示例 2：

输入：root1 = [0,-10,10], root2 = [5,1,7,0,2]

输出：[-10,0,0,1,2,5,7,10]

示例 3：

输入：root1 = [], root2 = [5,1,7,0,2]

输出：[0,1,2,5,7]

示例 4：

输入：root1 = [0,-10,10], root2 = []

输出：[-10,0,10]

示例 5：

输入：root1 = [1,null,8], root2 = [8,1]

输出：[1,1,8,8]

提示：

每棵树最多有 5000 个节点。

每个节点的值在 [-10^5, 10^5] 之间。

我的解答：

我们已知二叉搜索树中序遍历之后的结果是一个升序序列，使用sortin函数对二叉树进行中序遍历，并将结果赋值给列表，两棵二叉树得到的列表都是升序序列，我们使用sort函数对其进行归并排序，返回最后的结果即两棵二叉树中所有整数的升序排列。

# Definition for a binary tree node.
# class TreeNode:
#     def __init__(self, x):
#         self.val = x
#         self.left = None
#         self.right = None
 
class Solution:
    def sortin(self,root:TreeNode,sortlist:List):
        if not root:
            return None
        self.sortin(root.left,sortlist)
        sortlist.append(root.val)
        self.sortin(root.right,sortlist)
    def sort(self,sortlist1,sortlist2):
        sortlist=[]
        i,j=0,0
        while True:
            if i==len(sortlist1) or j==len(sortlist2):
                break
            if sortlist1[i]<sortlist2[j]:
                sortlist.append(sortlist1[i])
                i+=1
            else:
                sortlist.append(sortlist2[j])
                j+=1
        if i==len(sortlist1):
            sortlist+=sortlist2[j:]
        if j==len(sortlist2):
            sortlist+=sortlist1[i:]
        return sortlist
    def getAllElements(self, root1: TreeNode, root2: TreeNode) -> List[int]:
        if not root1 and not root2:
            return []
        sortlist1=[]
        sortlist2=[]
        self.sortin(root1,sortlist1)
        self.sortin(root2,sortlist2)
        return self.sort(sortlist1,sortlist2)

题目4 ID94

给定一个二叉树，返回它的中序 遍历。

示例:

输入: [1,null,2,3]

1

\

2

/

3

输出: [1,3,2]

进阶: 递归算法很简单，你可以通过迭代算法完成吗？

我的解答：

递归版本：

# Definition for a binary tree node.
# class TreeNode:
#     def __init__(self, x):
#         self.val = x
#         self.left = None
#         self.right = None
 
class Solution:
    def __init__(self):
        self.sortlist=[]
    def inorderTraversal(self, root: TreeNode) -> List[int]:
        if not root:
            return []
        self.inorderTraversal(root.left)
        self.sortlist.append(root.val)
        self.inorderTraversal(root.right)
        return self.sortlist

　　

非递归版本：

# Definition for a binary tree node.
# class TreeNode:
#     def __init__(self, x):
#         self.val = x
#         self.left = None
#         self.right = None
 
class Solution:
    def inorderTraversal(self, root: TreeNode) -> List[int]:
        stack,res=[],[]
        temp=root
        while stack or temp:
            if temp:
                stack.append(temp)
                temp=temp.left
            else:
                temp=stack.pop()
                res.append(temp.val)
                temp=temp.right
        return res

　　

递归版本不再赘述，非递归版本：使用栈来辅助存储根节点，当左子树非空的时候，将左子树根节点入栈，并继续向下重复这一步骤，左子树为空的时候，按照中序遍历的顺序应该输出当前树根节点，此时的根节点在栈顶，弹出根节点并存储在res列表中，判断右子树是否为空，为空则继续弹出栈顶元素，非空则将右子树上的子树结点继续入栈。当栈为空同时结点也为空的时候，代表根节点们全部出栈完毕，同时没有结点入栈，则结束循环。

题目5 ID653

给定一个二叉搜索树和一个目标结果，如果 BST 中存在两个元素且它们的和等于给定的目标结果，则返回 true。

案例 1:

输入:

5

/ \

3   6

/ \   \

2   4   7

Target = 9

输出: True

案例 2:

输入:

5

/ \

3   6

/ \   \

2   4   7

Target = 28

输出: False

我的解答：

中序遍历二叉搜索树后，得到递增列表，使用双指针法判断是否存在两个元素的和等于给定目标值，left指向列表头，right指向列表尾，当left和right指向的值的和等于目标值时，找到这样的两个元素，返回true，当left和right指向的值的和大于目标值时，令right--，缩小两个元素的和，当left和right指向的值的和小于目标值时，令left++，扩大两个元素的和。若left>=right时，证明没有找到这样的两个元素，退出循环，返回false。

# Definition for a binary tree node.
# class TreeNode:
#     def __init__(self, x):
#         self.val = x
#         self.left = None
#         self.right = None
 
class Solution:
    def inorder(self,root:TreeNode):
        if not root:
            return []
        self.inorder(root.left)
        self.inlist.append(root.val)
        self.inorder(root.right)
    def findTarget(self, root: TreeNode, k: int) -> bool:
        self.inlist=[]
        self.inorder(root)
        left,right=0,len(self.inlist)-1
        while left<right:
            if self.inlist[left]+self.inlist[right]==k:
                return True
            if self.inlist[left]+self.inlist[right]<k:
                left+=1
            if self.inlist[left]+self.inlist[right]>k:
                right-=1
        return False

　　

题目6 ID69

实现 int sqrt(int x) 函数。

计算并返回 x 的平方根，其中 x 是非负整数。

由于返回类型是整数，结果只保留整数的部分，小数部分将被舍去。

示例 1:

输入: 4

输出: 2

示例 2:

输入: 8

输出: 2

说明: 8 的平方根是 2.82842...,

由于返回类型是整数，小数部分将被舍去。

我的解答：

最简单的方式，直接循环进行判断，时间复杂度为O(n)：

int mySqrt(int x){
    long int i;
    if(x==1){
        return 1;
    }
    for(i=1;i<=x/2;i++){
        if(i*i<=x&&(i+1)*(i+1)>x){
            return i;
        }
    }
    return 0;
}

　　

使用二分查找法：

int mySqrt(int x){
    long int i;
    if(x==1){
        return 1;
    }
    int low=1,high=x/2+1;
    long int mid,val;
    while(low<=high){
        mid=(low+high)/2;
        val=mid*mid;
        if(val==x){
            return mid;
        }else if(val>x){
            high=mid-1;
        }else{
            low=mid+1;
        }
    }
    if(val>x){
        return mid-1;
    }
    return mid;
}

　　

题目7 ID559

给定一个 n 个元素有序的（升序）整型数组 nums 和一个目标值 target  ，写一个函数搜索 nums 中的 target，如果目标值存在返回下标，否则返回 -1。

示例 1:

输入: nums = [-1,0,3,5,9,12], target = 9

输出: 4

解释: 9 出现在 nums 中并且下标为 4

示例 2:

输入: nums = [-1,0,3,5,9,12], target = 2

输出: -1

解释: 2 不存在 nums 中因此返回 -1

提示：

你可以假设 nums 中的所有元素是不重复的。

n 将在 [1, 10000]之间。

nums 的每个元素都将在 [-9999, 9999]之间。

我的解答：

关键点在于临界条件的判断，多加练习

int search(int* nums, int numsSize, int target){
    int low=0,high=numsSize-1;
    while(low<=high){
        int mid=(low+high)/2;
        if(nums[mid]==target){
            return mid;
        }else if(nums[mid]>target){
            high=mid-1;
        }else{
            low=mid+1;
        }
    }
    return -1;
}

　　

题目8 ID744

给你一个排序后的字符列表 letters ，列表中只包含小写英文字母。另给出一个目标字母 target，请你寻找在这一有序列表里比目标字母大的最小字母。

在比较时，字母是依序循环出现的。举个例子：

如果目标字母 target = 'z' 并且字符列表为 letters = ['a', 'b']，则答案返回 'a'

示例：

输入:

letters = ["c", "f", "j"]

target = "a"

输出: "c"

输入:

letters = ["c", "f", "j"]

target = "c"

输出: "f"

输入:

letters = ["c", "f", "j"]

target = "d"

输出: "f"

输入:

letters = ["c", "f", "j"]

target = "g"

输出: "j"

输入:

letters = ["c", "f", "j"]

target = "j"

输出: "c"

输入:

letters = ["c", "f", "j"]

target = "k"

输出: "c"

提示：

letters长度范围在[2, 10000]区间内。

letters 仅由小写字母组成，最少包含两个不同的字母。

目标字母target 是一个小写字母。

我的解答：

经过测试当数组中不不存在这样的字符时，返回数组的第一个字母，顺序遍历代码：

char nextGreatestLetter(char* letters, int lettersSize, char target){
    int i;
    for(i=0;i<lettersSize;i++){
        if(letters[i]>target){
            return letters[i];
        }
    }
    return letters[0];
}

二分法查找代码，注意临界判断

char nextGreatestLetter(char* letters, int lettersSize, char target){
    int low=0,high=lettersSize-1;
    int mid;
    while(low<high){
        mid=(low+high)/2;
        if(target>=letters[mid]){
            low=mid+1;
        }else{
            high=mid;
        }
    }
    if(letters[low]<=target){
        return letters[0];
    }else{
        return letters[low];
    }
}

　　

题目9 ID35

给定一个排序数组和一个目标值，在数组中找到目标值，并返回其索引。如果目标值不存在于数组中，返回它将会被按顺序插入的位置。

你可以假设数组中无重复元素。

示例 1:

输入: [1,3,5,6], 5

输出: 2

示例 2:

输入: [1,3,5,6], 2

输出: 1

示例 3:

输入: [1,3,5,6], 7

输出: 4

示例 4:

输入: [1,3,5,6], 0

输出: 0

我的解答：

使用二分法，为了避免边界条件出错，可以用二分法的模板，特殊情况时再进行特殊考虑。

模板一：

int searchInsert(int* nums, int numsSize, int target){
    int low=0,high=numsSize-1;
    int mid;
    while(low<=high){
        mid=(low+high)/2;
        if(nums[mid]==target){
            return mid;
        }else if(nums[mid]>target){
            high=mid-1;
        }else{
            low=mid+1;
        }
    }
    return low;
}

　　

模板二：

int searchInsert(int* nums, int numsSize, int target){
    int low=0,high=numsSize;
    int mid;
    while(low<high){
        mid=(low+high)/2;
        if(nums[mid]==target){
            return mid;
        }else if(nums[mid]>target){
            high=mid;
        }else{
            low=mid+1;
        }
    }
    return low;
}

　　

题目10 ID136

给定一个非空整数数组，除了某个元素只出现一次以外，其余每个元素均出现两次。找出那个只出现了一次的元素。

说明：

你的算法应该具有线性时间复杂度。 你可以不使用额外空间来实现吗？

示例 1:

输入: [2,2,1]

输出: 1

示例 2:

输入: [4,1,2,1,2]

输出: 4

我的解答：

这里用到了一个技巧：异或

异或具有以下几个性质：

1，   交换律 a^b^c等价于a^c^b

2，   任何数与0异或为原数 a^0=a

3，   相同的数异或等于0 a^a=0

所以我们只需要将数组中所有的数异或，就能够得到单独的那个数字

int singleNumber(int* nums, int numsSize){
    int i;
    int flag=0;
    for(i=0;i<numsSize;i++){
        flag=flag^nums[i];
    }
    return flag;
}

　　

题目11 ID面试题53-II

一个长度为n-1的递增排序数组中的所有数字都是唯一的，并且每个数字都在范围0～n-1之内。在范围0～n-1内的n个数字中有且只有一个数字不在该数组中，请找出这个数字。

示例 1:

输入: [0,1,3]

输出: 2

示例 2:

输入: [0,1,2,3,4,5,6,7,9]

输出: 8

限制：

1 <= 数组长度 <= 10000

我的解答：

 

方法一：

因为是递增排序数组数字是0到n-1，只需要将0到n-1的数字相加，再将数组中的数字求和，两者之差则为缺少的那个数字，如果差值为0.证明缺少的数字是n，如输入[0,1]，这样的案例，缺少的数字是2。

int missingNumber(int* nums, int numsSize){
    int i;
    if(nums[0]!=0){
        return 0;
    }
    int sum1=0,sum2=0;
    for(i=0;i<numsSize;i++){
        sum1+=nums[i];
    }
    for(i=0;i<nums[numsSize-1]+1;i++){
        sum2+=i;
    }
    if(sum2-sum1==0){
        return numsSize;
    }else{
        return sum2-sum1;
    }
}

　　

方法二：

排序数组的搜索问题，应当第一时间想到二分法解决。经过观察可得，如果缺少的数字在数组中值的右边，则num[mid]==mid，令low=mid+1，若缺少的数字在数组中值的左边，则num[mid]!=mid，以此二分判断查找缺少数字的索引并返回。

int missingNumber(int* nums, int numsSize){
    int low=0,high=numsSize-1;
    while(low<=high){
        int mid=(low+high)/2;
        if(nums[mid]==mid){
            low=mid+1;
        }else{
            high=mid-1;
        }
    }
    return low;
}