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[数据结构与算法]力扣算法入门刷题

1、回文数

判断输入的整数是否是回文

我的一般思路:

将输入的整数转成字符串,再将这个字符串转成字符数组c,对字符数组进行遍历,如果第i个元素与第 c.length - i - 1 元素不相等,也就是通过比较首尾元素是否相同来判断是否是回文,只要有一个不相等就不是。

public boolean isPalindrome(int x) {
String s = String.valueOf(x);
char[] c = s.toCharArray();
        
for(int i=0;i<c.length;i++){
    //比较前后元素是否相同
   if(c[i]!=c[c.length-i-1]){
       return false;
    }
}
return true; 
}

进阶思路

先排除掉一定不为回文的数,比如最后一位是0且不为0,或者小于0的整数,再讨论可能为回文的情况,通过对整数除以十取余,对余数乘10,将原整数顺序颠倒,具体思路如下图

 public boolean isPalindrome(int x) {
        //先排除不为回文的数
        if(x < 0 || (x % 10 == 0&&x!=0)){
            return false;
        }      
        
        //处理的余数 初值为0
        int reverNum = 0;
        while(x>reverNum){
            reverNum = reverNum * 10 + x % 10;
            x /= 10;
        }
        
        //第二种情况是当存在131这种以中间对称的数时会变成 1 和 13,所以需要做除以十取整操作
        return(x == reverNum || x == reverNum / 10);
    }

2、最长公共前缀

求一个字符串数组的最长公共前缀

解题思路

既然是比较一个字符串数组中所有字符串的公共前缀,那么可以额外封装一个方法,用来返回两个字符串之间的公共前缀,让他们进行两两比较,最终得出所有字符串的公共前缀

public String longestCommonPrefix(String[] strs) {
        //先排除非0和为空的情况
        if(strs == null || strs.length == 0){
            return "";
        }
        
        //取第一个数作为初始值比较
        String prefix = strs[0];
        //取字符串数组的总长度作为循环执行次数
        int num = strs.length;
        //执行循环
        for(int i=1;i<num;i++){
            //调用比较两个字符串公共前缀的方法
            prefix = SelectMaxPro(prefix,strs[i]);
            if(prefix.length() == 0){
            //如果两个字符串的公共前缀为0说明没有公共前缀
            //一旦有两个字符串没有公共前缀则字符串数组也没有,就跳出for循环
            break;
        }
        
        if(prefix.length() == 0){
            return "";
        }
        
        
        }
        return prefix;
    }
    
    
    //创建查找两个字符最大公共前缀的方法
    public String SelectMaxPro(String str1,String str2){
    
    //创建一个变量作为索引,用来截取相同的前缀
    int index = 0;
    //找出两字符串之间最短的一个作为循环条件,防止数组越界
    int minLength = Math.min(str1.length(),str2.length());
    //index<minLength时 作为循环条件,并且当str1和str2对应index位置上的字符相同时index++再继续比较下一个
    while(index < minLength && str1.charAt(index) == str2.charAt(index)){
        index++;
    }


    return str1.substring(0,index);
    }

3、有效的括号

这里先引入栈的创建方式

栈是一种先入后出的数据结构(Last In First Out, LIFO)

栈的基本实现

public class StackDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //使用链表创建栈
        LinkedList<Character> stack = new LinkedList<>();

        //向栈中添加元素
        //1、添加元素到栈顶
        stack.addFirst('d');
        //2、添加元素到栈底
        stack.addLast('v');
        //封装好的添加元素的方法
        stack.push('p');  //底层直接调用addFirst()
        

        //从栈中取数据
        //当栈中元素为空时使用这种方式进行取数据会抛出NoSuchElementException异常
        //1、取出栈顶元素并返回
        stack.removeFirst();
        //2、取出栈底元素并返回
        stack.removeLast();
        //3、封装好的方法返回栈顶元素
        stack.pop(); //它的底层就是调用了removeFirst()

        //查看栈中元素
        //1、查看第一个元素
        stack.getFirst();
        //2、查看最后一个元素
        stack.getLast();
        //封装好的方法返回栈顶元素
        stack.peek();
    }
}

题目

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。
??? 每个右括号都有一个对应的相同类型的左括号。

public class Solution{

//创建哈希表存储键值对
Map<Character,Character> map = new HashMap<Character,Character>{{
    //使用此方式在创建哈希表示就对元素进行初始化
    put('(',')');put('{','}');put('[',']');put('?','?');
}};

public static boolean isValid(string s){

        if(s.length() % 2 == 1){
            return false;
        }

        //创建栈
        //此处对栈初始化一个元素,防止在栈空情况下出栈抛异常
        LinkedList<Character> stack = new LinkedList<Character>{{push('?')}}
        char[] chars = s.toCharArray;
        for(char c : chars){
            if(map.containsKey(c))  stack.push(c);
            //在此处进行了一个出栈的操作 满足条件就会出栈
            else if(c != map.get(stack.pop())) return false;
        }
        return stack.size() == 1;

    }
}

此方法稍微有点难以理解的点在于他是何时进行的出栈,虽然他是进行一个判断栈顶元素是否等于当前元素,但当他执行完这个判断条件时就会将栈顶元素弹出,这里也可以这么理解:


//弹出的字符
char c = stack.pop()
//如果c等于弹出字符对应的值就继续向后判断否则false
if( c == map.get(c)){
    continue;
}else{
    return false;
}

只能用于理解实际这么写会报错

4、删除有序数组中的重复项并返回处理后的数组长度

解决本题采用双指针运算,定义一个快慢指针,将快指针小于数组长度作为循环条件,如果快指针与快指针后一个位置的值相同,就说明两个元素值不相同,就将快指针的值赋给慢指针,使得不重复数据提到数组靠前的位置。但要注意双指针的初始位置都在第二位元素上,因为如果快指针在第一个位置会造成数组越界,慢指针在第一位如果前两个元素不相同,就会覆盖第一个元素。

class Solution {
    public int removeDuplicates(int[] nums) {

        int length = nums.length;
        if(length == 0){
            return 0;
        }

        //定义快慢指针
        int fast = 1;
        int low = 1;
        while(fast < length){
            if(nums[fast] != nums[fast - 1]){
                nums[low] = nums[fast];
                low++;
            }
            fast++;
        }
        return low;
    }
}

5、移除元素

给你一个数组 nums 和一个值 val,你需要 原地 移除所有数值等于 val 的元素,并返回移除后数组的新长度。

对于此题可以采用基础的增强for循环实现,如果数组中的数据不等于目标值就在将这个值重新赋值给数组,否则就跳过该数据,这种方式在某种意义上也是一个双指针,只不过是Java封装好的

class Solution {
    public int removeElement(int[] nums, int val) {
        int index = 0;
        for(int num : nums){
            if(num != val){
                //如果不相等就将原值重新放进数组并使指针后移
                nums[index++] = num;
            }
        }
        return index;
    }
}

当然也可以采用双指针的方式实现

class Solution {
    public int removeElement(int[] nums, int val) {
        //定义左指针
        int left = 0;
        //定义右指针
        int right = nums.length-1;

        while(left <= right){
            if(nums[left] == val){
                nums[left] = nums[right];
                right--;
            }else{
                left++;
            }
        }
        return left;
    }
}

6、搜索插入位置

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。

本题采用二分查找算法,可以作为简单二分查找入门题

二分查找: 定义两个指针,一个指向数组第一个位置,另一个指向数组最后一个位置,通过计算两个位置中心位置的值与目标数据进行对比,如果小于目标值,就将中间位置赋给左指针,否则赋给右指针,最后的结果一定是两指针位置相等

?

?

class Solution {
    public int searchInsert(int[] nums, int target) {
        //定义左指针
        int left = 0;
        //定义右指针
        int right = nums.length;
        while(left <= right){
        //设置中间位置
        //这样处理的目的是防止(left+right)/2发生数组越界异常
        int mid = left + (right - left) / 2;
            if(nums[mid] < target){
                //这里使用加一的原因是数组为递增数组,中间值已经小于目标值
                //所以可以直接跳过mid值
                left = mid + 1;
            }else{
                right = mid - 1;
            }
        }
        return left;
    }
}

7、加一

给定一个由 整数 组成的 非空 数组所表示的非负整数,在该数的基础上加一。

最高位数字存放在数组的首位, 数组中每个元素只存储单个数字。

你可以假设除了整数 0 之外,这个整数不会以零开头。

class Solution {
    public int[] plusOne(int[] digits) {
        int n = digits.length;
        for(int i = n-1 ; i >= 0; --i){
            digits[i] = (digits[i] + 1) % 10;
            //如果最后一个数字加一个后不为0可以提前输出,不存在增加数组大小情况
            if(digits[i] != 0){
             return digits;
            }
        }
        //如果从循环中出来说明加一后数组始终为0 [9,9,9]
        digits = new int[n + 1];
        digits[0] = 1;
        return digits;
    }
}

8、求x的算术平方根

给你一个非负整数 x ,计算并返回?x?的 算术平方根 。

由于返回类型是整数,结果只保留 整数部分 ,小数部分将被 舍去

方法一:二分查找

由于一个数的算术平方根一定小于它本身,所以可以使用二分查找来实现

class Solution {
    public int mySqrt(int x) {
        int index = -1;
        int left = 0;
        int right = x;
        while(left <= right){
            int mid = left + (right - left)/2;
            if(mid * mid <= x){
                index = mid;
                left = mid + 1;
            }else{
                right = mid - 1;
            }
        }
        return index;
    }
}

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