【刷题】LeetCode刷刷刷 — 2021-05-30（1）

一、两数之和

题目描述

给定一个整数数组 nums 和一个整数目标值 target，请你在该数组中找出 和为目标值 target  的那 两个 整数，并返回它们的数组下标。

你可以假设每种输入只会对应一个答案。但是，数组中同一个元素在答案里不能重复出现。

你可以按任意顺序返回答案。

示例

示例 1：
输入：nums = [2,7,11,15], target = 9
输出：[0,1]
解释：因为 nums[0] + nums[1] == 9 ，返回 [0, 1] 。

示例 2：
输入：nums = [3,2,4], target = 6
输出：[1,2]

示例 3：
输入：nums = [3,3], target = 6
输出：[0,1]

解题

class Solution(object):
    def twoSum(self, nums, target):
        """
        :type nums: List[int]
        :type target: int
        :rtype: List[int]
        """
        hash_dict = {}
        for i, num in enumerate(nums):
            if target - num in hash_dict:
                return [i, hash_dict[target - num]]
            else:
                hash_dict[num] = i
        return []

思路：

• 建一个字典。
• 使用enumerate方法for循环数组，可以循环出数组的下标、元素。
• 在for循环中，判断元素是否在字典的key中，当字典key里出现target-num，说明当前的num即为另一个加数。
  如果不存在，那么就放到dict里，key是元素，value是下标。
• 此时，取出当前for循环的i，和另一个加数在dict里的value，组成数组返回。

二、有效的括号

题目描述

给定一个只包括 '('，')'，'{'，'}'，'['，']' 的字符串 s ，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。

示例

示例 1：

输入：s = "()"
输出：true
示例 2：

输入：s = "()[]{}"
输出：true
示例 3：

输入：s = "(]"
输出：false
示例 4：

输入：s = "([)]"
输出：false
示例 5：

输入：s = "{[]}"
输出：true

解题

class Solution:
    def isValid(self, s: str) -> bool:
        if len(s) % 2 == 1:
            return False
        pairs_dict = {
            ")": "(",
            "]": "[",
            "}": "{"
        }
        stack_list = []
        for ch in s:
            if stack_list and ch in pairs_dict:
                if stack_list[-1] == pairs_dict[ch]:
                    stack_list.pop()
                else:
                    return False
            else:
                stack_list.append(ch)
        return not stack_list

解题思路：利用栈的实现思路。

• for循环字符串
• 前面的元素 先放进列表
• 当列表不为空，而且最后面的元素存在 dict的key里，说明可以组成一对括号，就把元素剔除。
• for循环结束，列表为空说明全部都可以组成括号。

比如测试输入"{()[()]}"，列表里的过程是这样的：

列表的内容： ['{']
列表的内容： ['{', '(']
列表的内容： ['{']
列表的内容： ['{', '[']
列表的内容： ['{', '[', '(']
列表的内容： ['{', '[']
列表的内容： ['{']
列表的内容： []

这也是为什么在上面字典里存放的k-v，是")": "("而不是"(": ")"，因为判断后面的元素是用的字段里的key，
所以右括号放在了前面。

三、二分查找

题目描述

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

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

解题

class Solution:
    def search(self, nums: List[int], target: int) -> int:
        left = 0
        right = len(nums) - 1

        while left <= right:
            mid = left + (right - left) // 2
            if nums[mid] == target:
                return mid
            if target < nums[mid]:
                right = mid - 1
            else:
                left = mid + 1
        return -1

二分查找：

• 初始化左、右两个指针，分别为left=0，right=len(nums) - 1。
• while循环，当left<right，进行二分计算，找到中间值mid=left + (right-left) // 2
• 在每次的循环里，用计算出来的mid与目标值target进行比较，三种情况：

1. mid == target，说明找到了，返回mid
2. mid > target，那么左指针left不用动，右指针right = mid-1
3. mid < target, 那么右指针right不用动，左指针left = mid+1

上述为列表中顺序从小到大。

如果列表是从大到小，变动点在于mid与target的大小判断后，
左右指针的移动情况：

1. mid == target，说明找到了，返回mid
2. mid > target，那么右指针right不用动，左指针left = mid+1
3. mid < target，那么左指针left不用动，右指针right = mid-1

四、环形链表

题目描述

给定一个链表，判断链表中是否有环。

如果链表中有某个节点，可以通过连续跟踪 next 指针再次到达，则链表中存在环。 
为了表示给定链表中的环，我们使用整数 pos 来表示链表尾连接到链表中的位置（索引从 0 开始）。 
如果 pos 是 -1，则在该链表中没有环。注意：pos 不作为参数进行传递，仅仅是为了标识链表的实际情况。

如果链表中存在环，则返回 true 。 否则，返回 false 。

示例

输入：head = [3,2,0,-4], pos = 1
输出：true
解释：链表中有一个环，其尾部连接到第二个节点。

解题

# Definition for singly-linked list.
# class ListNode:
#     def __init__(self, x):
#         self.val = x
#         self.next = None

class Solution:
    def hasCycle(self, head: ListNode) -> bool:
        seen = set()
        while head:
            if head in seen:
                return True
            seen.add(head)
            head = head.next
        return False

从简单角度看，可以遍历所有的结点，判断这个结点之前是否访问过。

使用哈希表存放已经访问过的结点。在python里，dict()和set()都是基于哈希表的数据结构。

• 创建set()
• while循环
• 每次循环里，判断当前结点是否在set()里。如果存在，返回True；
• 如果不存在，就把当前结点add增加到set()里，然后当前指针指向下一个结点head = head.next

五、用栈实现队列

题目描述

请你仅使用两个栈实现先入先出队列。队列应当支持一般队列支持的所有操作（push、pop、peek、empty）：

实现 MyQueue 类：

void push(int x) 将元素 x 推到队列的末尾
int pop() 从队列的开头移除并返回元素
int peek() 返回队列开头的元素
boolean empty() 如果队列为空，返回 true ；否则，返回 false

说明：

你只能使用标准的栈操作 —— 也就是只有 push to top, peek/pop from top, size, 和 is empty 操作是合法的。
你所使用的语言也许不支持栈。你可以使用 list 或者 deque（双端队列）来模拟一个栈，只要是标准的栈操作即可。

示例

输入：
["MyQueue", "push", "push", "peek", "pop", "empty"]
[[], [1], [2], [], [], []]
输出：
[null, null, null, 1, 1, false]

解释：
MyQueue myQueue = new MyQueue();
myQueue.push(1); // queue is: [1]
myQueue.push(2); // queue is: [1, 2] (leftmost is front of the queue)
myQueue.peek(); // return 1
myQueue.pop(); // return 1, queue is [2]
myQueue.empty(); // return false

解题

from collections import deque

class MyQueue:

    def __init__(self):
        """
        Initialize your data structure here.
        """
        self.deque_nums = deque([])


    def push(self, x: int) -> None:
        """
        Push element x to the back of queue.
        """
        self.deque_nums.append(x)


    def pop(self) -> int:
        """
        Removes the element from in front of queue and returns that element.
        """
        return self.deque_nums.popleft()


    def peek(self) -> int:
        """
        Get the front element.
        """
        return self.deque_nums[0]


    def empty(self) -> bool:
        """
        Returns whether the queue is empty.
        """
        if len(self.deque_nums) == 0:
            return True
        else:
            return False


# Your MyQueue object will be instantiated and called as such:
# obj = MyQueue()
# obj.push(x)
# param_2 = obj.pop()
# param_3 = obj.peek()
# param_4 = obj.empty()

这里使用的是python中的collections库，其中deque方法实现了双端队列，以前在博客有过相关整理。

deque除了实现list的append()和pop()外，还提供了appendleft()和popleft()，
这样的话我们可以很方便的向着列表的另一头，进行添加和移除操作了

这里重点就是在于pop方法的实现，队列是要保证先进先出的。比如在列表里[1,2,3,4]，那么
出队的时候，顺序应该也是从前到后一次，所以要求每次出队操作是删除列表第一个元素，所以用
deque_nums.popleft()