【LeetCode】 11 - 20题解

11. 盛最多水的容器

给你 n 个非负整数 a1,a2,...,an,每个数代表坐标中的一个点 (i,ai) 。在坐标内画 n 条垂直线,垂直线 i 的两个端点分别为 (i,ai) 和 (i,0)。找出其中的两条线,使得它们与 x 轴共同构成的容器可以容纳最多的水。

说明:你不能倾斜容器,且 n 的值至少为 2。

img

图中垂直线代表输入数组 [1,8,6,2,5,4,3,7]。在此情况下,容器能够容纳水(表示为蓝色部分)的最大值为 49。

示例:

输入:[1,7]
输出:49
//双指针
public int maxArea(int[] h) {
    int l = 0,r = h.length - 1;
    int ans = 0;
    while( l < r ){
        // 面积取决于短的高度
        int area = Math.min(h[l],h[r]) * (r - l);
        ans = Math.max(ans,area);
        //移动短的那端
        if(h[l] <= h[r]) l ++;
        else r --;
    }
    return ans;
}

12. 整数转罗马数字

罗马数字包含以下七种字符: IVXLCDM

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。

给定一个整数,将其转为罗马数字。输入确保在 1 到 3999 的范围内。

贪心算法

    public String intToRoman(int num) {
        int[] values = {1000,900,500,400,100,90,50,40,10,9,1};
        String[] reps = {"M","CM","D","CD","C","XC","L","XL","X","IX","V","IV","I"};

        StringBuilder res = new StringBuilder();
        for(int i = 0; i < 13; i ++){
            //尽量使用大面值的数
            while(num >= values[i]){
                num -= values[i];
                res.append(reps[i]);
            }
        }
        return res.toString();
    }

13. 罗马数字转整数

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
    public int romanToInt(String s) {
        Map<Character,Integer> m = new HashMap<>();
        m.put('M',1000);
        m.put('D',500); 
        m.put('C',100); 
        m.put('L',50);
        m.put('X',10); 
        m.put('V',5); 
        m.put('I',1);
        char[] chs = s.toCharArray();
        int r = m.get(chs[s.length() - 1]);
        for(int i = s.length() - 2; i >= 0; --i){
            if(m.get(chs[i]) < m.get(chs[i + 1])){
                r -= m.get(chs[i]);
            }else r += m.get(chs[i]);
        }
        return r;
    }

14. 最长公共前缀

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

public String longestCommonPrefix(String[] strs) {
    if(strs == null || strs.length == 0) return "";
    String prefix = strs[0];
    for(int i = 1; i < strs.length; i ++){
        //一直更新前缀
        while(strs[i].indexOf(prefix) != 0){
            prefix = prefix.substring(0,prefix.length() - 1);
        }
    }
    return prefix;
}

横向扫描

依次遍历字符串数组中的每个字符串,对于每个遍历到的字符串,更新最长公共前缀,当遍历完所有的字符串以后,即可得到字符串数组中的最长公共前缀。

public String longestCommonPrefix(String[] strs) {
    if(strs == null || strs.length == 0) return "";
    String p = strs[0];
    int cnt = strs.length;

    for(int i = 1; i < cnt; i ++){
        //依次遍历每个字符串,更新最长公共前缀
        p = solve(p,strs[i]);
        if(p.length() == 0) break;
    }
    return p;
}

String solve(String s1,String s2){
    int len = Math.min(s1.length(),s2.length());
    int idx = 0;
    while(idx < len && s1.charAt(idx) == s2.charAt(idx)) idx ++;
    return s1.substring(0,idx);
}

纵向扫描

从前往后遍历所有字符串的每一列,比较相同列上的字符是否相同,如果相同则继续对下一列进行比较,如果不相同则当前列不再属于公共前缀,当前列之前的部分为最长公共前缀。

public String longestCommonPrefix(String[] strs) {
    if(strs == null || strs.length == 0) return "";
    int len = strs[0].length();
    int cnt = strs.length;
    for(int i = 0; i < len; i ++){
        char c = strs[0].charAt(i);
        for(int j = 1; j < cnt; j ++){
            if(i == strs[j].length() || strs[j].charAt(i) != c)
                return strs[0].substring(0,i);
        }
    }
    return strs[0];
}

15. 三数之和

给你一个包含 n 个整数的数组 nums,判断 nums 中是否存在三个元素 a,b,c ,使得 a + b + c = 0 ?请你找出所有满足条件且不重复的三元组。

注意:答案中不可以包含重复的三元组。

示例:

给定数组 nums = [-1,1,-1,-4],

满足要求的三元组集合为:
[
  [-1,1],[-1,2]
]

public List<List<Integer>> threeSum(int[] nums) {
    List<List<Integer>> res = new ArrayList<>();
    Arrays.sort(nums);
    int len = nums.length;
    //枚举第一个数 a
    for(int i = 0; i < len; i ++){
        //排序之后,保证不重复
        if(i > 0 && nums[i] == nums[i - 1]) continue;
        //k初始化指向最右端
        int k = len - 1;
        //找到两数之和为 - nums[i]
        int t = -nums[i];
        //枚举第二个数
        for(int j  = i + 1; j < len; j ++){
            //依旧保证不重复
            if(j > i + 1 && nums[j] == nums[j - 1]) continue;
            //保证j指针在k的左侧
            while(j < k && nums[j] + nums[k] > t) k--;
            //指针重合,可以直接退出,因为之后升序
            if(k == j) break;
            //找到了
            if(nums[j] + nums[k] == t){
                List<Integer> path = new ArrayList<>();
                path.add(nums[i]);
                path.add(nums[j]);
                path.add(nums[k]);
                res.add(path);
            }
        }
    }
    return res;
}

16. 最接近的三数之和

给定一个包括 n 个整数的数组 nums 和 一个目标值 target。找出 nums 中的三个整数,使得它们的和与 target 最接近。返回这三个数的和。假定每组输入只存在唯一答案。

示例:

输入:nums = [-1,-4],target = 1
输出:2
解释:与 target 最接近的和是 2 (-1 + 2 + 1 = 2) 。

提示:

  • 3 <= nums.length <= 10^3
  • -10^3 <= nums[i] <= 10^3
  • -10^4 <= target <= 10^4
public int threeSumClosest(int[] nums,int target) {
    //先排序
    Arrays.sort(nums);
    //初始化res 为前三个数相加
    int res = nums[0] + nums[1] + nums[2];
    for(int i = 0; i < nums.length; i ++){
        int l = i + 1,r = nums.length - 1;
        while(l < r){
            int sum = nums[l] + nums[r] + nums[i];
            //更新res
            if(Math.abs(sum - target) < Math.abs(res - target)){
                res = sum;
            }
            if(sum > target) r --;
            else if(sum < target) l ++;
            else return target;
        }
    }
    return res;
}

17. 电话号码的字母组合

给定一个仅包含数字 2-9 的字符串,返回所有它能表示的字母组合。

给出数字到字母的映射如下(与电话按键相同)。注意 1 不对应任何字母。

img

示例:

输入:"23"
输出:["ad","ae","af","bd","be","bf","cd","ce","cf"].

说明:
尽管上面的答案是按字典序排列的,但是你可以任意选择答案输出的顺序。

class Solution {
    List<String> res = new ArrayList<>();
    char[][] chs = {
            {},{},{'a','b','c'},{'d','e','f'},{'g','h','i'},{'j','k','l'},{'m','n','o'},{'p','q','r','s'},{'t','u','v'},{'w','x','y','z'}};

    public List<String> letterCombinations(String digits) {
        if(digits.length() == 0) return res;
        dfs(0,digits,new StringBuilder());
        return res;
    }

    private void dfs(int index,String digits,StringBuilder sb) {
        if(index == digits.length()) {
            res.add(sb.toString());
            return;
        }
        char c = digits.charAt(index);
        char[] cs = chs[c - '0'];
        for(int i = 0; i < cs.length; i ++){
            sb.append(cs[i]);
            dfs(index + 1,sb);
            sb.deleteCharAt(index);
        }
    }
}

18. 四数之和

给定一个包含 n 个整数的数组 nums 和一个目标值 target,判断 nums 中是否存在四个元素 a,**b,cd ,使得 a + b + c + d 的值与 target 相等?找出所有满足条件且不重复的四元组。

注意:

答案中不可以包含重复的四元组。

示例:

给定数组 nums = [1,-2,2],和 target = 0。

满足要求的四元组集合为:
[
  [-1,[-2,2],2]
]

class Solution {
    List<List<Integer>> res = new ArrayList<>();
    public List<List<Integer>> fourSum(int[] nums,int target) {
        Arrays.sort(nums);
        for(int i = 0; i < nums.length; i ++){
            //去重
            if(i > 0 && nums[i] == nums[i - 1]) continue;
            //转化为求三数之和,且此时第一个数已经固定
            threeSum(nums,target - nums[i],i);
        }
        return res;
    }

    void threeSum(int[] nums,int t,int u){
        for(int i = u + 1; i < nums.length; i ++){
            //去重
            if(i > u + 1 && nums[i] == nums[i - 1]) continue;
            //固定了两个数
            twoSum(nums,t - nums[i],u,i);
        }
    }

    void twoSum(int[] nums,int a,int b){
        //l指向第三个数,r指向第四个数
        int l = b + 1;
        int r = nums.length - 1;
        while(l < r){
            if(nums[l] + nums[r] < t) l ++;
            else if(nums[l] + nums[r] > t) r--;
            else{
                List<Integer> p = new ArrayList<>();
                p.add(nums[a]);
                p.add(nums[b]);
                p.add(nums[l]);
                p.add(nums[r]);
                res.add(p);
                //去重操作
                while(l < r && nums[l + 1] == nums[l]) ++l;
                while(l < r && nums[r - 1] == nums[r]) --r;
                l ++;
                r --;
            }
        }
    }
}

19. 删除链表的倒数第N个节点

给定一个链表,删除链表的倒数第 n 个节点,并且返回链表的头结点。

示例:

给定一个链表: 1->2->3->4->5,和 n = 2.

当删除了倒数第二个节点后,链表变为 1->2->3->5.

说明:

给定的 n 保证是有效的。

进阶:

你能尝试使用一趟扫描实现吗?

快慢指针

    public ListNode removeNthFromEnd(ListNode head,int n) {

        ListNode dummy = new ListNode(-1);
        dummy.next = head;
        ListNode slow = dummy,fast = dummy;
		//快指针走n步
        while(n-- > 0){
            fast = fast.next;
        }
        //快慢指针同时走
        while(fast.next != null){
            fast = fast.next;
            slow = slow.next;
        }
        slow.next = slow.next.next;
        return dummy.next;      
    }

20. 有效的括号

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:

  1. 左括号必须用相同类型的右括号闭合。
  2. 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

    public boolean isValid(String s) {
        Stack<Character> stack = new Stack<>();
        for(char c : s.toCharArray()){
            if(c == '(') stack.push(')');
            else if(c == '[') stack.push(']');
            else if(c == '{') stack.push('}');
            else if(stack.isEmpty() || c != stack.pop())
                return false;
        }
        return stack.isEmpty();
    }

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