LeetCode中等题(一)

题目一：

给出两个 非空 的链表用来表示两个非负的整数。其中，它们各自的位数是按照 逆序 的方式存储的，并且它们的每个节点只能存储 一位 数字。

如果，我们将这两个数相加起来，则会返回一个新的链表来表示它们的和。

您可以假设除了数字 0 之外，这两个数都不会以 0 开头。

示例：

输入：(2 -> 4 -> 3) + (5 -> 6 -> 4)
输出：7 -> 0 -> 8
原因：342 + 465 = 807

分析：这道题目是一个链表题，对链表元素相加得出一个新的链表，那么怎么能实现链表元素的相加呢？其实这和我们实现两个数相加很类似，首先应该从个位数开始，如果之和大于10则将向前进一位。

1、创建一个新的链表，用于返回最后相加和的结果，ListNode DummyNode=new ListNode(0);

2、设置一些指向链表的节点，分别指向l1，l2，DummyNode, p1=l1,p2=l2,curr=DummyNode;

3、开始遍历列表，进行求和，首先获取了l1,l2头节点的值，在进行相加  int x=(p1!=null)? p1.val:0;    int y=(p2!=null)? p2.val:0;   int sum=x+y+count;

4、这里的难点在于求和后的结果超过10应该怎么办？我们应该将其记录下来，然后添加到下一次求和中，如上式的sum，记录的方式为：sum=sum/10，结果是0或者1；

5、curr节点应该添加一个新的节点，并且存放所求得的和值，方式为curr.next=new ListCode(sum%10);

6、将curr,p1,p2分别向后移动指针， curr=curr.next;    if(p1!=null) p1=p1.next;    if(p2!=null) p2=p2.next;

7、如果在最后一轮循环中count大于1，这需要新创建一个节点  curr.next=new ListNode(count);

8、返回链表DummyNode.next，因为第一个节点为0，无意义。

具体实现过程：

class Solution {
    public ListNode addTwoNumbers(ListNode l1, ListNode l2) {
        
        ListNode DummyNode=new ListNode(0);
        ListNode p1=l1,p2=l2,curr=DummyNode;
        
        int count=0;    
        while(p1!=null||p2!=null)
        {
            int x=(p1!=null)? p1.val:0;
            int y=(p2!=null)? p2.val:0;
            int sum=x+y+count;
            count=sum/10;
            
            curr.next=new ListNode(sum%10);
            curr=curr.next;
            if(p1!=null) p1=p1.next;
            if(p2!=null) p2=p2.next;
        }
        
        if(count>0)
            curr.next=new ListNode(count);
        
        return DummyNode.next;
    }
}

题目二：

给定一个字符串，请你找出其中不含有重复字符的 最长子串 的长度。

示例 1:

输入: "abcabcbb"
输出: 3
解释: 因为无重复字符的最长子串是 "abc"，所以其长度为 3。

方法一：暴力法

1、获得字符串长度，用二次循环直接遍历所有的可能性 for(int i=0; i<s.lenght;i++) for(int j=i+1;j<s.lenght;j++)

2、获取所有字符串长度的最大值，ans=Math.max(ans,j-i)

3、这里最主要的一部是获取字符串长度的比较，首先设置一个集合Set<Character> set=new HashSet<>();

4、将字符串s，i,j的位置传入判断函数，获取传入的值Character ch=s.CharAt(i)，获取索引i的值；

5、判断ch值是否重复，if(set.contain(ch)) return false，set.add(ch);

6、返回true;

具体代码：

class Solution {
    public int lengthOfLongestSubstring(String s) {
        
        int n=s.length();
        int ans=0;
        
        for(int i=0;i<n;i++)
            for(int j=i+1;j<=n;j++)
            {
                if(JugleFun(s,i,j)) ans=Math.max(ans, j-i);
            }
        
        return ans;
    }
    
    public boolean JugleFun(String s,int start,int end)
    {
        Set<Character> set=new HashSet<>();
        
        for(int i=start;i<end;i++)
        {
            Character ch=s.charAt(i);
            if(set.contains(ch)) return false;
            set.add(ch);
        }
        
        return true;
    }
}

方法二：滑动窗口

1、使用i=0,j=0两个值向后逐个滑动；

2、主要的思想：如果遍历过字符串为不重复子串，就没必要再去重复判断，如果1234561，i=1，j=1，直接从i=2和j=1进行判断；

3、if(!set.contain(s.charAt(j)))，set.add(s.char(j++))  否则set.remove(s.charAt(i++));

具体代码：

class Solution {
    public int lengthOfLongestSubstring(String s) {
        
        int n=s.length();
        int i=0,j=0,ans=0;
        Set<Character> set=new HashSet<>();
        
        while(i<n&&j<n)
        {
            if(!set.contains(s.charAt(j)))
            {
                set.add(s.charAt(j++));
                ans=Math.max(ans, j-i);
            }
            else {
                set.remove(s.charAt(i++));
            }
        }
        
        return ans;
    }
}

题目三：

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

分析：

1、字符的两两匹配问题，先将其放入哈希表中，HashMap<Character,Character> hashmap=new HashMap<>()；

2、在构造函数中进行初始化，hashmap.put(')','(')；

3、应该使用栈数据结构，将放入的元素和栈顶元素对比，Stack<Character> stack=new Stack<>()，获取串元素：k=s.CharAt(i)；

4、如果是哈希表中的键，将进行对比，否则直接压栈，if(hashmap.containKey(c)), 获取栈顶元素：Character topElem=stack.empty()? '#':stack.pop();

5、比较栈顶元素和要入栈的元素是否相同，if(topElem!=hashmap.get(c))

6、返回栈是否为空，return stack.empty();

具体代码：

class Solution {
    
    private HashMap<Character, Character> hashMap=new HashMap<Character,Character>();
    
    public Solution()
    {
        hashMap.put(')', '(');
        hashMap.put('}', '{');
        hashMap.put(']', '[');
    }
    
    public boolean isValid(String s) {
        
        Stack<Character> stack=new Stack<>();
        
        for(int i=0;i<s.length();i++)
        {
            char c=s.charAt(i);
            
            if(hashMap.containsKey(c))
            {
                Character topEle=stack.empty()? '#':stack.pop();
                
                if(topEle!=hashMap.get(c))
                    return false;
            }
            
            else {
                stack.push(c);
            }
        }        
        return stack.empty();
    }
}

题目四：

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.

方法一：

1、删除倒数第n个节点，先应该遍历出链表的长度，然后用lenght=length-n；

2、判断链表长度定位到删除的位置，if(lenght>0) curr=curr.next;

3、需要设置两个节点，一个用来遍历curr，另一个指向头结点，ListNode dummy=new ListNode;

4、返回dummy.next;

具体代码：

class Solution {
    public ListNode removeNthFromEnd(ListNode head, int n) {
        
        ListNode curr=head;
        ListNode dummy=new ListNode(0);
        dummy.next=head;
        int count=0;
        
        while(curr!=null)
        {
            count++;
            curr=curr.next;            
        }

        count-=n;
        curr=dummy;
        while(count>0)
        {
            count--;
            curr=curr.next;
        }        
        curr.next=curr.next.next;
        return dummy.next;
    }
}

方法二：

分析：

1、采用双指针实现，first指针先执行n步，然后second指针开始执行；

2、直到first为空，停止执行second；

3、将second指针指向下一个节点second.next=second.next.next；

4、开始设置哑结点指向头结点，first和second都指向dummy；

具体代码：

class Solution {
    public ListNode removeNthFromEnd(ListNode head, int n) {
        
        ListNode dummy=new ListNode(0);
        dummy.next=head;
        ListNode first=dummy;
        ListNode second=dummy;
        
        for(int i=1;i<=n+1;i++)
        {
            first=first.next;
        }
        
        while(first!=null)
        {
            first=first.next;
            second=second.next;
        }
        
        second.next=second.next.next;
        
        return dummy.next;
    }
}

题目五：

给定一个字符串 s，找到 s 中最长的回文子串。你可以假设 s 的最大长度为 1000。

示例 1：

输入: "babad"
输出: "bab"
注意: "aba" 也是一个有效答案。

方法一：暴力法

判断字符串中的回文，并将最大的回文串返回

1、将所有的字符串进行遍历，判断每个字符串是否为回文；

2、可以另外设置一个函数进行判断，判断字符串的第一位和最后一位是否相同即可，即if(s.charAt(i)==s.charAt(lenght-i-1))

3、设置返回的字符串为ans=" "；如果字符串为回文，那么返回最大的字符串，ma=0;if(str.lengt>0)，ans=str，ma=Math.max(max，str.lenght)；

4、返回length；

class Solution {
    public String longestPalindrome(String s) {
        
        String ans="";
        int ma=0;
        
        for(int i=0;i<s.length();i++)
            for(int j=i+1;j<=s.length();j++)
            {     
                String str=s.substring(i,j);
                if(isHuiWei(str)&&str.length()>ma)
                {
                    ans=s.substring(i,j);
                    ma=Math.max(ma, ans.length());
                }
            }
        return ans;
    }
    
    public boolean isHuiWei(String s)
    {
        
        int len=s.length();
        for(int i=0;i<len/2;i++)
        {
            if(s.charAt(i)!=s.charAt(len-i-1))
            {
                return false;
            }
        }       
        return true;
    }
    
}

方法二：动态规划

class Solution {
    public String longestPalindrome(String s) {
        
        int len=s.length();
        if(len<=1)
            return s;
        
        int longpa=1;
        String string=s.substring(0,1);
        boolean[][] dp=new boolean[len][len];
        
        for(int r=1;r<len;r++)
            for(int l=0;l<r;l++)
            {
                if(s.charAt(l)==s.charAt(r)&&(r-l<=2||dp[l+1][r-1]))
                {
                    dp[l][r]=true;
                    if(r-l+1>longpa)
                    {
                        longpa=r-l+1;
                        string=s.substring(l,r+1);
                    }
                }            
            }
        return string;
    }
}

题目六：

一个机器人位于一个 m x n 网格的左上角 （起始点在下图中标记为“Start” ）。

机器人每次只能向下或者向右移动一步。机器人试图达到网格的右下角（在下图中标记为“Finish”）。

问总共有多少条不同的路径？

方法一：

1、递归算法，递归出口：if(m==1||n==1) return 1；

2、返回结果：ans=uniquePath(m-1,n)+uniquePath(m,n-1)；

具体代码：

class Solution {
    public int uniquePaths(int m, int n) {
        
        if(m==1||n==1)
            return 1;
        
        int ans=uniquePaths(m-1, n)+uniquePaths(m, n-1);
        
        return ans;
    }
}

方法二：

1、动态规划，状态方程：dp[i][j]=dp[i-1][j]+dp[i][j-1]；

2、状态初始化：dp[i][0]=1，dp[0][j]=1；

3、返回最后的结果，return dp[m-1][n-1]；

具体代码：

class Solution {
    public int uniquePaths(int m, int n) {
        
        int[][] dp=new int[m][n];
        
        for(int i=1;i<=m;i++) dp[i][0]=1;
        for(int i=1;i<=n;i++) dp[0][i]=1;
        for(int i=1;i<=m;i++)
            for(int j=1;j<=m;j++)
            {
                dp[i][j]=dp[i-1][j]+dp[i][j-1];
            }
        return dp[m-1][n-1];
    }
}

题目七：

给定一个无重复元素的数组 candidates 和一个目标数 target ，找出 candidates 中所有可以使数字和为 target 的组合。

candidates 中的数字可以无限制重复被选取。

说明：

所有数字（包括 target）都是正整数。
解集不能包含重复的组合。 
示例 1:

输入: candidates = [2,3,6,7], target = 7,
所求解集为:
[
[7],
[2,2,3]
]

方法：

回溯加递归

具体代码：

class Solution {
    
    private int[] candidates;
    private List<List<Integer>> res=new ArrayList<>();
    private int len;
    
    public List<List<Integer>> combinationSum(int[] candidates, int target) {
        
        int len=candidates.length;
        if(len==0)
            return res;
        
        Arrays.sort(candidates);
        this.len=len;
        this.candidates=candidates;
        
        findCombinationSum(target,0,new Stack<>());
        return res;
    }
    
    public void findCombinationSum(int target,int start,Stack<Integer> stack)
    {
        if(target==0)
        {
            res.add(new ArrayList<>(stack));
            return;
        }
        
        for(int i=start;i<len&&(target-candidates[i])>=0;i++)
        {
            stack.add(candidates[i]);
            findCombinationSum(target-candidates[i], i, stack);
            stack.pop();
        }
    }
}

题目八：

给定一个非负整数数组，你最初位于数组的第一个位置。

数组中的每个元素代表你在该位置可以跳跃的最大长度。

判断你是否能够到达最后一个位置。

示例 1:

输入: [2,3,1,1,4]
输出: true
解释: 从位置 0 到 1 跳 1 步, 然后跳 3 步到达最后一个位置。

方法一：

1、递归算法，我们想要实现是否满足路径；

2、创建一个函数实现是个可以从一个位置，从位置0开始，是否能够到达最后一个位置；

3、实现递归，第二个位置是否能够实现到达最后一个位置； 将所有的可能性都列举出来，位置1可能到达的位置；

4、fasterPos=Math.min(positon+nums[position])，进行循环fasterPos次；

具体代码：

class Solution {
    public boolean canJump(int[] nums) {
        
        return FromCanJump(0, nums);
    }
    
    public boolean FromCanJump(int position,int[] nums)
    {
        int len=nums.length-1;
        if(position==len)
            return true;
        
        int FasterDistance=Math.min(position+nums[position], len);
        for(int nextPostion=position+1;nextPostion<=FasterDistance;nextPostion++)
        {
            if(FromCanJump(nextPostion, nums))
                return true;
        }
        
        return false;
    }
}

方法二：

将递归出来的元素保存在一个数组中

具体代码：

enum Index
{GOOD,BAD,UNKOWN}

class Solution {
    Index[] mono;
    
    public boolean canJump(int[] nums) {
        mono=new Index[nums.length];
        
        for(int i=0;i<mono.length;i++)
        {
            mono[i]=Index.UNKOWN;
        }
        mono[mono.length-1]=Index.GOOD;
        
        return canJumpPosition(0,nums);
    }
    
    public boolean canJumpPosition(int position, int[] nums)
    {
        if(mono[position]!=Index.UNKOWN)
        {
            return mono[position]==Index.GOOD?true:false;
        }
        
        int furthestJump = Math.min(position + nums[position], nums.length - 1);
        for (int nextPosition = position + 1; nextPosition <= furthestJump; nextPosition++) {
            if (canJumpPosition(nextPosition, nums)) {
                mono[position] = Index.GOOD;
                return true;
            }
        }
        
        mono[position] = Index.BAD;
        return false;
    }
}

题目九：

给定一个二叉树，返回其按层次遍历的节点值。 （即逐层地，从左到右访问所有节点）。

例如:
给定二叉树: [3,9,20,null,null,15,7],

3
/
9 20
/
15 7

方法一：

1、递归，二叉树层次遍历用递归可以实现；

2、不过需要做一些简单的设置，并不能原函数上进行递归，原函数只给定了根节点；

3、还需要另外一个参数，层level，对这个函数进行递归；

4、if(levels.size()==level) 增加一个数组，levels.add(new Arraylist())；

5、添加元素到数组中，levels.get(level).add(node.val)；

具体代码：

class Solution {
    
    List<List<Integer>> levels=new ArrayList<>();
    
    public List<List<Integer>> levelOrder(TreeNode root) {
        
        if(root==null) return levels;
        Creatlevel(root, 0);
        
        return levels;
    }
    
    public List<List<Integer>> Creatlevel(TreeNode node,int level)
    {
        if(levels.size()==level)
            levels.add(new ArrayList<>());
        
        levels.get(level).add(node.val);
        
        if(node.left!=null)
            Creatlevel(node.left, level+1);
        if(node.right!=null)
            Creatlevel(node.right, level+1);
        
        return levels;
    }
}

方法二：

队列

具体代码：

class Solution {
        
    public List<List<Integer>> levelOrder(TreeNode root) {
        
        List<List<Integer>> levels=new ArrayList<>();
        if(root==null) return levels;
        
        Queue<TreeNode> queue=new LinkedList<TreeNode>();
        queue.add(root);
        
        int level=0;
        while(!queue.isEmpty())
        {
            levels.add(new ArrayList<>());
            int level_size=levels.size();
            
            for(int i=0;i<level_size;i++)
            {
                TreeNode node=queue.remove();
                levels.get(level).add(node.val);
                
                if (node.left != null) queue.add(node.left);
                if (node.right != null) queue.add(node.right);

            }            
            level++;
        }
    }
}

题目十：

给定一个链表，旋转链表，将链表每个节点向右移动 k 个位置，其中 k 是非负数。

示例 1:

输入: 1->2->3->4->5->NULL, k = 2
输出: 4->5->1->2->3->NULL
解释:
向右旋转 1 步: 5->1->2->3->4->NULL
向右旋转 2 步: 4->5->1->2->3->NULL

方法：

1、链表的移动，遍历整个链表，先找到尾节点的值，并把尾结点指向head使得链表构成一个环；

2、for(int n=1；old_tail!=null；n++) old_tail=old_tail.next，这里需要记录一下整个链表的长度；

3、定义一个新的尾结点new_tail，for(int i=0;i<n-k%n-1;i++) new_tail=new_tail.next，这里的循环条件满足k>n；

4、定义一个新的头节点new_head=new_tail.next；new_tail.next=null;

5、返回new_head；

具体代码：

class Solution {
    public ListNode rotateRight(ListNode head, int k) {
        
        if(head==null) return null;
        if(head.next==null) return head;
        
        ListNode old_tail=head;
        int n;
        for(n=1;old_tail.next!=null;n++)
        {
            old_tail=old_tail.next;
        }
        old_tail.next=head;
        
        ListNode new_tail=head;
        for(int i=0;i<n-k%n-1;i++)
        {
            new_tail=new_tail.next;
        }
        
        ListNode new_head=new_tail.next;
        new_tail.next=null;
        
        return new_head;
    }
}