Leetcode catalogue

1. Array & List

1.1Sort

Array的变更操作，好好运用尾指针：88题的end，75题的blueHead

• 88. Merge Sorted Array (Array)
• 75. Sort Colors
• 21. Merge Two Sorted Lists
• 23. Merge k Sorted Lists
• 128. Longest Consecutive Sequence
• 147. Insertion Sort List
• 148. Sort List

Segment/project

• 56. Merge Intervals
• 57. Insert Interval
• 218. 天际线问题 (JAVA)
• <编程之美> P50-51

1.2 Rejust List

两种方法：

法I：改变结构

  涉及的操作主要有：

1. 子队列中逆序
2. 子队列与前队列连接
3. 子队列与后队列连接

  在赋值的时候前后顺序是有讲究的，先备份到tmp，然后再给它赋值

法II: 只改变值，如：Delete a node in the middle of a single linked list, fiven only access to that node. -->Solution: 把下一个节点赋值给该节点，删除下一个节点，这样就省却了寻找上一个节点的麻烦。

注意特殊节点：（以防空指针）

1. NULL
2. head
3. tail

比如上题

if(n==null || n->next == null) return false;
ListNode* next = n->next;
n->data = next->data;
n->next = next->next;

• 86. Partition List
• 92. Reverse Linked List II
• 61. Rotate List
• 25. Reverse Nodes in k-Group
• 24. Swap Nodes in Pairs
• 143. Reorder List
• 27. Remove Element
• 26. Remove Duplicates from Sorted Array
• 80. Remove Duplicates from Sorted Array II
• 83. Remove Duplicates from Sorted List
• 82. Remove Duplicates from Sorted List II
• 146. LRU Cache

1.3 Search sorted array/list

搜索有序序列 - 二分法(对于Array，需要一头一尾两个指针；对于List，需要头指针及size)

• 35. Search Insert Position
• 34. Search for a Range
• 108.Convert Sorted Array to Binary Search Tree
• 109. Convert Sorted List to Binary Search Tree
• 69. Sqrt(x)
• 4.Median of Two Sorted Arrays
• 167. Two Sum II - Input array is sorted (Array)

1.4 Search unsorted array

• 135. Candy 使用贪心法
• 31. Next Permutation
• 350. 两个数组的交集 II (Java)  使用Hash Map查找
• 发帖水王 <编程之美> P130

1.5 Two Pointers

• 15. 3Sum
• 16. 3Sum Closest
• 125. Valid Palindrome
• 11.Container With Most Water
• 19. Remove Nth Node From End of List
• 141. Linked List Cycle
• 142. Linked List Cycle II

1.6 Shift

• 通过逆序移位 <编程之美> P201
• 字符串通过连接来代替移位 P103

2. Stack & Queue

2.1 Queue

• 三个队列排序 p195
• 实现带最大值查询的队列 <编程之美> P239

2.2 Stack

• 114. Flatten Binary Tree to Linked List
• 144. Binary Tree Preorder Traversal
• 145. Binary Tree Postorder Traversal
• 71. Simplify Path
• 20. Valid Parentheses
• 32. Longest Valid Parentheses
• 150. Evaluate Reverse Polish Notation
• 84. Largest Rectangle in Histogram
• 85. Maximal Rectangle
• Implementation Stack by Array   p111
• stack的实现（含min方法）p113
• Hanoi p118

3. Tree

前序遍历(Pre-order Traversal)：自己->左->右

• 前序遍历用于，从上到下的遍历，左右子树的遍历依赖于根节点的数据

中序遍历(In-order Traversal)：左->自己->右

后序遍历(Post-order Traversal)：左->右->自己

• 后序遍历用于，从下到上的遍历，根节点的处理依赖于左右子树的遍历结果

3.1 递归实现前序遍历

• 112. Path Sum
• 113. Path Sum II
• 129. Sum Root to Leaf Numbers
• 101. Symmetric Tree

3.2 递归实现中序遍历

• 99. Recover Binary Search Tree

3.3 递归实现后序遍历

• 124. Binary Tree Maximum Path Sum
• 111. Minimum Depth of Binary Tree
• 104. Maximum Depth of Binary Tree
• 110. Balanced Binary Tree
• 96. Unique Binary Search Trees
• 95. Unique Binary Search Trees II
• 105. Construct Binary Tree from Preorder and Inorder Traversal
• 106. Construct Binary Tree from Inorder and Postorder Traversal

3.4“循环+栈”实现前序、中序、后序

• 114. Flatten Binary Tree to Linked List(2.2)
• 144. Binary Tree Preorder Traversal(2.2)
• 145. Binary Tree Postorder Traversal(2.2)

3.5 level search(wfs)

树是一种特殊的图，在树中，广度优先搜索又称为层次搜索；深度有限搜索又分为前序、中序、后序

• 107. Binary Tree Level Order Traversal II
• 116. Populating Next Right Pointers in Each Node
• 117. Populating Next Right Pointers in Each Node II
• 127. Word Ladder
• 126. Word Ladder II (unordered_map,map,set的使用）

3.6 字典树／前缀树

适用于单词的搜索

• 面试题 17.13. 恢复空格 (JAVA)
• 208. 实现 Trie (前缀树) (JAVA)
• 212. 单词搜索 II (JAVA)
• 28. Implement strStr()

4. Graph

注意：对于不能重复遍历的情况，需要为每个节点标记是否已访问过。

4.1 遍历所有节点，两个for循环

• 118. Pascal's Triangle
• 119. Pascal's Triangle II
• 120. Triangle
• 48. Rotate Image
• 74. Search a 2D Matrix
• 36. Valid Sudoku

4.2 设定遍历方向，按照该方向遍历

• 54. Spiral Matrix
• 59. Spiral Matrix II

4.3 DFS／WFS

• 79. Word Search
• 73. Set Matrix Zeroes
• 133. Clone Graph
• 138. Copy List with Random Pointer
• 130. Surrounded Regions
• 51. N-Queens
• 52. N-Queens II
• 37. Sudoku Solver
• 210. 课程表 II (JAVA) （拓扑排序）

4.4 数据结构

• bfs在大数据时通过hash表代替node marking p199
• 稀疏矩阵的表示方法（链表、数组、三元组） <珠玑>p97 p209

4.5 着色问题

• 点图&区间图 <编程之美> P58-60

5. Hash table, map

看到数组与是否包含，首先想到的是Hashmap，否则每次的查找时间都是O(n)

• 1. Two Sum
• 3. Longest Substring Without Repeating Characters (KMP)
• 76. Minimum Window Substring （两个Hashmap的比较）
• 49. Group Anagrams （字母异位字符串的判定）
• 30. Substring with Concatenation of All Words 
• 41. First Missing Positive
• 18. 4Sum (Hash table时间复杂度）

6. recursion

递归剪枝：

法I：最优剪枝。如果目前的结果已经差于之前得到的最优值，那么返回。

法II: 可行性剪枝。举个简单的例子，如图，问作者能否在正好第11秒的时候避过各种障碍物最终取得爱心，作者每秒能且只能移动一格，允许走重复的格子。

答案是永远不可能。因为无论怎么走，都只能在第偶数秒到达爱心，这是由他们的曼哈顿距离（两点的XY坐标差的绝对值之和）的奇偶性决定的。

6.1Recursion with backtracking 

有重复元素，如何在结果集中避免重复？

法I：递归情况是包括当前元素和不包括当前元素。

       那么在不包括当前元素的递归中，要忽略之后与当前元素相等的元素。如：Subsets II、Combination Sum II、4Sum

法II：递归情况涉及当前元素以及其后的元素，即递归时带有for循环

       那么得通过额外设置flag来判断某元素是否已出现过（因为当前位置的值不限于当前元素）。如：Permutations II

• 131. Palindrome Partitioning
• 78. Subsets
• 90. Subsets II (no duplicates)
• 77. Combinations
• 46. Permutations
• 47. Permutations II (no duplicates)
• 39. Combination Sum
• 40. Combination Sum II (no duplicates)
• 17.Letter Combinations of a Phone Number
• 22. Generate Parentheses （两个递归函数互相调用）
• 93. Restore IP Addresses
• 44. Wildcard Matching
• 10.Regular Expression Matching

6.2 Divide and Conquer, 二分法

• 50. Pow(x, n)
• 29. Divide Two Integers

7. Dynamique programming

连续元素最值问题：只需要O(1)的空间复杂度。一个INT存储目前为止的最值，一个INT存储以当前元素结尾的和的最大值。

• 53. Maximum Subarray
• 134. Gas Station
• 45. Jump Game II

线性模型：状态的排布呈线性

• 42. Trapping Rain Water
• 60. Permutation Sequence
• 121. Best Time to Buy and Sell Stock
• 122. Best Time to Buy and Sell Stock II
• 123. Best Time to Buy and Sell Stock III
• 70. Climbing Stairs
• 91. Decode Ways
• 面试题 08.11. 硬币 (Java)

区间模型：

二维状态数组状态转移顺序：

1. 如果i、j标识同一个String，那么遍历顺序类似插入排序，内部for遍历至i结束；

2. 如果i、j标识两个String，那么内部for要遍历到S2结尾。

• 5. Longest Palindromic Substring (KMP)
• 132. Palindrome Partitioning II
• <编程之美> P44, 191-193
• 139. Word Break
• 140. Word Break II
• 97. Interleaving String
• 72. Edit Distance
• 115. Distinct Subsequences

• 87. Scramble String

• KMP

GRAPH：

• 64. Minimum Path Sum
• 62. Unique Paths(为什么DP优于DFS）
• 63. Unique Paths II

8. Greedy

• 55. Jump Game
• 149. Max Points on a Line
• 14. Longest Common Prefix

9. Numerique analysis

• 65. Valid Number
• 66. Plus One
• 2. Add Two Numbers
• 67. Add Binary
• 13. Roman to Integer
• 12. Integer to Roman （用减法代替除法）
• 8. String to Integer (atoi)
• 7. Reverse Integer
• 9 Palindrome Number

10. Bit Operation

• 89. Gray Code 
• 136. Single Number
• 137. Single Number II
• p95,p140, p141,p172
• Permutations p173
• Parenthese p174
• pennies p176
• Queen 177

11. optimization <珠玑>

• malloc的优化 <珠玑>p92
• string连接的优化p100
• 数据压缩 <珠玑>p100-101
• 哨兵（一元数组、链表、箱、BST）<珠玑>p137
• 随机数 <珠玑>p120(减少生成次数P125/9 未知n p125/10)