剑指offer—python
数组
JZ3数组中重复的数字(简单)
在一个长度为n的数组里的所有数字都在0到n-1的范围内。 数组中某些数字是重复的,但不知道有几个数字是重复的。也不知道每个数字重复几次。请找出数组中任意一个重复的数字。 例如,如果输入长度为7的数组[2,3,1,0,2,5,3],那么对应的输出是2或者3。存在不合法的输入的话输出-1
数据范围:0≤n≤10000 0≤n≤10000
进阶:时间复杂度O(n) ,空间复杂度O(n)
示例1
输入:
[2,3,1,0,2,5,3]
返回值:
2
说明:
方法1
#step 1: 遍历数组,遇到数组元素与下标相同的不用管
#step 2: 遇到数组元素与下标不同,就将其交换到属于它的位置,交换前检查那个位置是否有相同的元素,若有则重复。
#step 3:遍历结束完全交换也没重复,则返回-1.
class solution:
def swap(self, numbers: List[int], a: int, b: int):
temp = numbers[a]
numbers[a] = numbers[b]
numbers[b] = temp
def duplicate(self , numbers: List[int]) -> int:
L = len(numbers)
for i in L:
if numbers[i] == i:
continue
else:
if numbers[i] == numbers[numbers[i]]:
return numbers[i]
else:
self.swap(numbers, i, numbers[i])
i -= 1
return -1
JZ4二维数组中的查找(简单)
描述
在一个二维数组array中(每个一维数组的长度相同),每一行都按照从左到右递增的顺序排序,每一列都按照从上到下递增的顺序排序。请完成一个函数,输入这样的一个二维数组和一个整数,判断数组中是否含有该整数。
[ [1,2,8,9],
[2,4,9,12],
[4,7,10,13],
[6,8,11,15]]
给定 target = 7,返回 true。
给定 target = 3,返回 false。
数据范围:矩阵的长宽满足 0≤n,m≤5000≤n,m≤500 , 矩阵中的值满足 0≤val≤1090≤val≤109
进阶:空间复杂度 O(1)O(1) ,时间复杂度 O(n+m)O(n+m)
示例1
输入:
7,[[1,2,8,9],[2,4,9,12],[4,7,10,13],[6,8,11,15]]
返回值:
true
说明:
存在7,返回true
方法1
class Solution:
def Find(self, target:int, array: List[List[int]]) -> bool:
if not array:
return False
row, col = 0, len(array[0])-1
while row <= len(array)-1 and col >= 0:
if array[row][col] == target:
return True
elif array[row][col] <= target:
row += 1
else:
col -= 1
return False
JZ5替换空格(简单)
描述
请实现一个函数,将一个字符串s中的每个空格替换成“%20”。
例如,当字符串为We Are Happy.则经过替换之后的字符串为We%20Are%20Happy。
数据范围:0≤len(s)≤1000 0≤len(s)≤1000 。保证字符串中的字符为大写英文字母、小写英文字母和空格中的一种。
示例1
输入:
"We Are Happy"
返回值:
"We%20Are%20Happy"
class Solution:
def replaceSpace(self , s: str) -> str:
res = ""
for _ in s:
if _ != ' ':
res += _
else:
res += "%20"
return res
JZ6从尾到头打印链表(简单)
描述
输入一个链表的头节点,按链表从尾到头的顺序返回每个节点的值(用数组返回)。
如输入{1,2,3}的链表如下图:
返回一个数组为[3,2,1]
0 <= 链表长度 <= 10000
示例1
输入:
{1,2,3}
返回值:
[3,2,1]
方法1
# class ListNode:
# def __init__(self, x):
# self.val = x
# self.next = None
class Solution:
def printListFromTailToHead(self , listNode: ListNode) -> List[int]:
if not listNode:
return []
stack = []
res = []
#入栈
while listNode:
stack.append(listNode.val)
listNode = listNode.next
#出栈
while stack:
res.append(stack.pop())
return res
方法2
class Solution:
def printListFromTailToHead(self , listNode: ListNode) -> List[int]:
res = []
while listNode:
res.append(listNode.val)
listNode = listNode.next
return res[::-1]
JZ7 重建二叉树(中等)
描述
给定节点数为 n 的二叉树的前序遍历和中序遍历结果,请重建出该二叉树并返回它的头结点。
例如输入前序遍历序列{1,2,4,7,3,5,6,8}和中序遍历序列{4,7,2,1,5,3,8,6},则重建出如下图所示。
提示:
1.vin.length == pre.length
2.pre 和 vin 均无重复元素
3.vin出现的元素均出现在 pre里
4.只需要返回根结点,系统会自动输出整颗树做答案对比
数据范围:n≤2000n≤2000,节点的值 −10000≤val≤10000−10000≤val≤10000
要求:空间复杂度 O(n)O(n),时间复杂度 O(n)O(n)
示例1
输入:
[1,2,4,7,3,5,6,8],[4,7,2,1,5,3,8,6]
返回值:
{1,2,3,4,#,5,6,#,7,#,#,8}
说明:
返回根节点,系统会输出整颗二叉树对比结果,重建结果如题面图示
方法1
0901
JZ9用两个栈实现队列(简单)
描述
用两个栈来实现一个队列,使用n个元素来完成 n 次在队列尾部插入整数(push)和n次在队列头部删除整数(pop)的功能。 队列中的元素为int类型。保证操作合法,即保证pop操作时队列内已有元素。
数据范围: n≤1000n≤1000
要求:存储n个元素的空间复杂度为 O(n),插入与删除的时间复杂度都是 O(1)
示例1
输入:
["PSH1","PSH2","POP","POP"]
返回值:
1,2
说明:
"PSH1":代表将1插入队列尾部
"PSH2":代表将2插入队列尾部
"POP":代表删除一个元素,先进先出=>返回1
"POP":代表删除一个元素,先进先出=>返回2
方法1
class Solution:
def __init__(self):
self.stack1 = []
self.stack2 = []
def pop(self):
self.stack1.append(node)
def push(self):
# 将第一个栈中的内容弹出放入第二个栈中
while self.stack1:
self.stack2.append(self.stack1.pop())
# 第二个栈栈顶就是最先进来的元素,即队首
res = self.stack2.pop()
# 再将第二个栈的元素放回第一个栈
while self.stack2:
self.stack1.append(self.stack2.pop())
return res
JZ11旋转数组的最小数字(简单)
描述
有一个长度为 n 的非降序数组,比如[1,2,3,4,5],将它进行旋转,即把一个数组最开始的若干个元素搬到数组的末尾,变成一个旋转数组,比如变成了[3,4,5,1,2],或者[4,5,1,2,3]这样的。请问,给定这样一个旋转数组,求数组中的最小值。
数据范围:1≤n≤100001≤n≤10000,数组中任意元素的值: 0≤val≤100000≤val≤10000
要求:空间复杂度:O(1) ,时间复杂度:O(logn)
示例1
输入:
[3,4,5,1,2]
返回值:
1
方法1
class Solution:
def minNumberInRotateArray(self , nums: List[int]) -> int:
if len(nums) == 0:
return 0
# 两个指针
l,r = 0, len(nums)-1
while l<r:
mid = (l+r)//2
if nums[mid] > nums[r]:
l = mid + 1
elif nums[mid] < nums[r]:
r = mid
else:
r -= 1
return nums[l]
0903
JZ15二进制中1的个数(简单)
描述
输入一个整数 n ,输出该数32位二进制表示中1的个数。其中负数用补码表示。
数据范围:−231<=n<=231−1
即范围为:−2147483648<=n<=2147483647
示例1
输入:
10
返回值:
2
说明:
十进制中10的32位二进制表示为0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1010,其中有两个1。
题目的主要信息:
- 统计32位整型有符号数二进制中1的个数
- 因负数用补码表示,故不能用连除法
方法一:循环按位比较法(推荐使用)
知识点:位运算
计算机的数字由二进制表示,我们平常的运算是对整个数字进行运算,但是还可以按照二进制的每一位分别进行运算。常见运算有位与、位或、移位、位异或等。
思路:
我们可以检查该数字的二进制每一位是否为1,如果遍历二进制每一位呢?可以考虑移位运算,每次移动一位就可以。至于怎么统计到1呢?我们都只知道数字1与数字相位与运算,其实只是最后一位为1就是1,最后一位为0就是0,这样我们只需要将数字1移位运算,就可以遍历二进制的每一位,再去做位与运算,结果为1的就是二进制中为1的。
具体做法:
- step 1:遍历二进制的32位,通过移位0-31次实现。
- step 2:将移位后的1与数字进行位与运算,结果为1就记录一次。\
方法一
class Solution:
def NumberOf1(self , n: int) -> int:
# write code here
res = 0
for i in range(32):
# 按位比较,按位与,只有两个二进制位均为1时结果才为1,其余皆为0。
# 1<<i表示将1的二进制每位左移动i位,末位补0。左移运算符(<<)
if (n & (1<<i)) != 0:
res += 1
return res
方法二
简单循环遍历
class Solution:
def hammingWeight(self, n):
n = bin(n)
cnt = 0
for i in str(n):
if i == '1':
cnt = cnt + 1
return cnt
JZ17 打印从1到最大的n位数
描述
输入数字 n,按顺序打印出从 1 到最大的 n 位十进制数。比如输入 3,则打印出 1、2、3 一直到最大的 3 位数 999。
- 用返回一个整数列表来代替打印
- n 为正整数,0 < n <= 5
示例1
输入:
1
返回值:
[1,2,3,4,5,6,7,8,9]
方法一
class Solution:
def printNumbers(self , n: int) -> List[int]:
a = n % 10
#pow()函数 python的内置函数,它计算并返回x的y次方的值。
b = pow(b, 10)
res = [i for i in range(b)]
res = res[1:]
return res
JZ18删除链表的节点
描述
给定单向链表的头指针和一个要删除的节点的值,定义一个函数删除该节点。返回删除后的链表的头节点。
1.此题对比原题有改动
2.题目保证链表中节点的值互不相同
3.该题只会输出返回的链表和结果做对比,所以若使用 C 或 C++ 语言,你不需要 free 或 delete 被删除的节点
数据范围:
0<=链表节点值<=10000
0<=链表长度<=10000
示例1
输入:
{2,5,1,9},5
返回值:
{2,1,9}
说明:
给定你链表中值为 5 的第二个节点,那么在调用了你的函数之后,该链表应变为 2 -> 1 -> 9
方法一
# class ListNode:
# def __init__(self, x):
# self.val = x
# self.next = None
#
class Solution:
def deleteNode(self , head: ListNode, val: int) -> ListNode:
# 加入一个头节点
res = ListNode(0)
res.next = pre
# 前序节点
pre = res
# 当前节点
cur = head
# 遍历列表
while cur is not None:
if cur.val == val:
pre.next = cur.next
break
pre = cur
cur = cur.next
return res.next
JZ22 链表中倒数最后k个结点
描述
输入一个长度为 n 的链表,设链表中的元素的值为 ai ,返回该链表中倒数第k个节点。
如果该链表长度小于k,请返回一个长度为 0 的链表。
数据范围:0≤n≤1050≤n≤105,0≤ai≤1090≤ai≤109,0≤k≤1090≤k≤109
要求:空间复杂度 O(n)O(n),时间复杂度 O(n)O(n)
进阶:空间复杂度 O(1)O(1),时间复杂度 O(n)O(n)
例如输入{1,2,3,4,5},2时,对应的链表结构如下图所示:
其中蓝色部分为该链表的最后2个结点,所以返回倒数第2个结点(也即结点值为4的结点)即可,系统会打印后面所有的节点来比较。
示例1
输入:
{1,2,3,4,5},2
返回值:
{4,5}
说明:
返回倒数第2个节点4,系统会打印后面所有的节点来比较。
方法一
#class ListNode:
# def __init__(self, x):
# self.val = x
# self.next = None
#
# 代码中的类名、方法名、参数名已经指定,请勿修改,直接返回方法规定的值即可
#
#
# @param pHead ListNode类
# @param k int整型
# @return ListNode类
#
class Solution:
def FindKthToTail(self , pHead: ListNode, k: int) -> ListNode:
# write code here
n = 0
p = pHead
while p:
n = n + 1
p.next
# 长度太小,返回空列表
if k > n:
return None
p = p.head
# 遍历n-k次
for i in range(n-k):
p.next
return p
JZ24 反转链表
描述
给定一个单链表的头结点pHead(该头节点是有值的,比如在下图,它的val是1),长度为n,反转该链表后,返回新链表的表头。
数据范围: 0≤n≤10000≤n≤1000
要求:空间复杂度 O(1)O(1) ,时间复杂度 O(n)O(n) 。
如当输入链表{1,2,3}时,
经反转后,原链表变为{3,2,1},所以对应的输出为{3,2,1}。
以上转换过程如下图所示:
示例1
输入:
{1,2,3}
返回值:
{3,2,1}
方法一
# class ListNode:
# def __init__(self, x):
# self.val = x
# self.next = None
#
# 代码中的类名、方法名、参数名已经指定,请勿修改,直接返回方法规定的值即可
#
#
# @param head ListNode类
# @return ListNode类
#
class Solution:
def ReverseList(self , head: ListNode) -> ListNode:
cur = head
head = None
while cur:
node = ListNode(cur.val)
node.next = head
head = node
cur = cur.next
return head
经反转后,原链表变为{3,2,1},所以对应的输出为{3,2,1}。
以上转换过程如下图所示:
[外链图片转存中…(img-A4QvpN0U-1693744978675)]
示例1
输入:
{1,2,3}
返回值:
{3,2,1}
方法一
# class ListNode:
# def __init__(self, x):
# self.val = x
# self.next = None
#
# 代码中的类名、方法名、参数名已经指定,请勿修改,直接返回方法规定的值即可
#
#
# @param head ListNode类
# @return ListNode类
#
class Solution:
def ReverseList(self , head: ListNode) -> ListNode:
cur = head
head = None
while cur:
node = ListNode(cur.val)
node.next = head
head = node
cur = cur.next
return head