AI刷力扣

class Solution {
public:
    ListNode* addTwoNumbers(ListNode* l1, ListNode* l2) {
        ListNode* dummy = new ListNode(0); // 创建一个虚拟头结点
        ListNode* cur = dummy; // cur指向虚拟头结点
        int carry = 0; // 进位
        while (l1 || l2 || carry) { // 只要有一个链表不为空或者有进位，就继续循环
            int sum = (l1 ? l1->val : 0) + (l2 ? l2->val : 0) + carry; // 计算当前位的和
            carry = sum / 10; // 计算进位
            cur->next = new ListNode(sum % 10); // 创建新结点存储当前位的值
            cur = cur->next; // cur指向新结点
            if (l1) l1 = l1->next; // l1指向下一个结点
            if (l2) l2 = l2->next; // l2指向下一个结点
        }
        return dummy->next; // 返回虚拟头结点的下一个结点
    }
};

4. 寻找两个正序数组的中位数（C++）

给定两个大小分别为 m 和 n 的正序（从小到大）数组 nums1 和 nums2。请你找出并返回这两个正序数组的中位数。

算法的时间复杂度应该为 O(log (m+n)) 。

示例 1：

输入：nums1 = [1,3], nums2 = [2]
输出：2.00000
解释：合并数组 = [1,2,3] ，中位数 2
示例 2：

输入：nums1 = [1,2], nums2 = [3,4]
输出：2.50000
解释：合并数组 = [1,2,3,4] ，中位数 (2 + 3) / 2 = 2.5

提示：

nums1.length == m
nums2.length == n
0 <= m <= 1000
0 <= n <= 1000
1 <= m + n <= 2000
-106 <= nums1[i], nums2[i] <= 106

class Solution {
public:
    double findMedianSortedArrays(vector<int>& nums1, vector<int>& nums2) {
        int m = nums1.size(), n = nums2.size();
        if (m > n) {
            return findMedianSortedArrays(nums2, nums1);
        }
        int left = 0, right = m, half_len = (m + n + 1) / 2;
        while (left <= right) {
            int i = (left + right) / 2;
            int j = half_len - i;
            if (i < m && nums2[j-1] > nums1[i]) {
                left = i + 1;
            } else if (i > 0 && nums1[i-1] > nums2[j]) {
                right = i - 1;
            } else {
                int max_left = 0;
                if (i == 0) {
                    max_left = nums2[j-1];
                } else if (j == 0) {
                    max_left = nums1[i-1];
                } else {
                    max_left = max(nums1[i-1], nums2[j-1]);
                }
                if ((m + n) % 2 == 1) {
                    return max_left;
                }
                int min_right = 0;
                if (i == m) {
                    min_right = nums2[j];
                } else if (j == n) {
                    min_right = nums1[i];
                } else {
                    min_right = min(nums1[i], nums2[j]);
                }
                return (max_left + min_right) / 2.0;
            }
        }
        return 0.0;
    }
};

5. 最长回文子串（python）

给你一个字符串 s，找到 s 中最长的回文子串。

如果字符串的反序与原始字符串相同，则该字符串称为回文字符串。

示例 1：

输入：s = "babad"
输出："bab"
解释："aba" 同样是符合题意的答案。
示例 2：

输入：s = "cbbd"
输出："bb"

提示：

1 <= s.length <= 1000
s 仅由数字和英文字母组成

class Solution(object):
    def longestPalindrome(self, s):
        """
        :type s: str
        :rtype: str
        """
        n = len(s)
        dp = [[False] * n for _ in range(n)]
        ans = ""
        # 枚举子串的长度 l+1
        for l in range(n):
            # 枚举子串的起始位置 i，这样可以通过 j=i+l 得到子串的结束位置
            for i in range(n):
                j = i + l
                if j >= n:
                    break
                if l == 0:
                    dp[i][j] = True
                elif l == 1:
                    dp[i][j] = (s[i] == s[j])
                else:
                    dp[i][j] = (s[i] == s[j] and dp[i+1][j-1])
                if dp[i][j] and l + 1 > len(ans):
                    ans = s[i:j+1]
        return ans

6. N 字形变换（C++）

将一个给定字符串 s 根据给定的行数 numRows ，以从上往下、从左到右进行 Z 字形排列。

比如输入字符串为 "PAYPALISHIRING" 行数为 3 时，排列如下：

P A H N
A P L S I I G
Y I R
之后，你的输出需要从左往右逐行读取，产生出一个新的字符串，比如："PAHNAPLSIIGYIR"。

请你实现这个将字符串进行指定行数变换的函数：

string convert(string s, int numRows);

示例 1：

输入：s = "PAYPALISHIRING", numRows = 3
输出："PAHNAPLSIIGYIR"
示例 2：
输入：s = "PAYPALISHIRING", numRows = 4
输出："PINALSIGYAHRPI"
解释：
P I N
A L S I G
Y A H R
P I
示例 3：

输入：s = "A", numRows = 1
输出："A"

提示：

1 <= s.length <= 1000
s 由英文字母（小写和大写）、',' 和 '.' 组成
1 <= numRows <= 1000

class Solution {
public:
    string convert(string s, int numRows) {
        if (numRows == 1) {
            return s;
        }
        vector<vector<char>> matrix(numRows, vector<char>(s.size()));
        int row = 0, col = 0, flag = -1;
        for (char c : s) {
            matrix[row][col] = c;
            if (row == 0 || row == numRows - 1) {
                flag = -flag;
            }
            row += flag;
            col++;
        }
        string ans;
        for (int i = 0; i < numRows; i++) {
            for (int j = 0; j < s.size(); j++) {
                if (matrix[i][j] != 0) {
                    ans += matrix[i][j];
                }
            }
        }
        return ans;
    }
};

10. 正则表达式匹配（python）

给你一个字符串 s 和一个字符规律 p，请你来实现一个支持 '.' 和 '*' 的正则表达式匹配。

'.' 匹配任意单个字符
'*' 匹配零个或多个前面的那一个元素
所谓匹配，是要涵盖整个字符串 s的，而不是部分字符串。

示例 1：

输入：s = "aa", p = "a"
输出：false
解释："a" 无法匹配 "aa" 整个字符串。
示例 2:

输入：s = "aa", p = "a*"
输出：true
解释：因为 '*' 代表可以匹配零个或多个前面的那一个元素, 在这里前面的元素就是 'a'。因此，字符串 "aa" 可被视为 'a' 重复了一次。
示例 3：

输入：s = "ab", p = ".*"
输出：true
解释：".*" 表示可匹配零个或多个（'*'）任意字符（'.'）。

提示：

1 <= s.length <= 20
1 <= p.length <= 20
s 只包含从 a-z 的小写字母。
p 只包含从 a-z 的小写字母，以及字符 . 和 *。
保证每次出现字符 * 时，前面都匹配到有效的字符

class Solution:
    def isMatch(self, s: str, p: str) -> bool:
        m, n = len(s), len(p)
        dp = [[False] * (n+1) for _ in range(m+1)]
        dp[0][0] = True
        for i in range(2, n+1):
            if p[i-1] == '*':
                dp[0][i] = dp[0][i-2]
        for i in range(1, m+1):
            for j in range(1, n+1):
                if s[i-1] == p[j-1] or p[j-1] == '.':
                    dp[i][j] = dp[i-1][j-1]
                elif p[j-1] == '*':
                    dp[i][j] = dp[i][j-2] or (dp[i-1][j] and (s[i-1] == p[j-2] or p[j-2] == '.'))
        return dp[m][n]

13. 罗马数字转整数（C++）

罗马数字包含以下七种字符: I， V， X， L，C，D 和 M。

字符数值
I 1
V 5
X 10
L 50
C 100
D 500
M 1000
例如，罗马数字 2 写做 II ，即为两个并列的 1 。12 写做 XII ，即为 X + II 。 27 写做 XXVII, 即为 XX + V + II 。

通常情况下，罗马数字中小的数字在大的数字的右边。但也存在特例，例如 4 不写做 IIII，而是 IV。数字 1 在数字 5 的左边，所表示的数等于大数 5 减小数 1 得到的数值 4 。同样地，数字 9 表示为 IX。这个特殊的规则只适用于以下六种情况：

I 可以放在 V (5) 和 X (10) 的左边，来表示 4 和 9。
X 可以放在 L (50) 和 C (100) 的左边，来表示 40 和 90。
C 可以放在 D (500) 和 M (1000) 的左边，来表示 400 和 900。
给定一个罗马数字，将其转换成整数。

示例 1:

输入: s = "III"
输出: 3
示例 2:

输入: s = "IV"
输出: 4
示例 3:

输入: s = "IX"
输出: 9
示例 4:

输入: s = "LVIII"
输出: 58
解释: L = 50, V= 5, III = 3.
示例 5:

输入: s = "MCMXCIV"
输出: 1994
解释: M = 1000, CM = 900, XC = 90, IV = 4.

提示：

1 <= s.length <= 15
s 仅含字符 ('I', 'V', 'X', 'L', 'C', 'D', 'M')
题目数据保证 s 是一个有效的罗马数字，且表示整数在范围 [1, 3999] 内
题目所给测试用例皆符合罗马数字书写规则，不会出现跨位等情况。
IL 和 IM 这样的例子并不符合题目要求，49 应该写作 XLIX，999 应该写作 CMXCIX 。
关于罗马数字的详尽书写规则，可以参考罗马数字 - Mathematics 。

class Solution {
public:
    int romanToInt(string s) {
        unordered_map<char, int> m = {
            {'I', 1},
            {'V', 5},
            {'X', 10},
            {'L', 50},
            {'C', 100},
            {'D', 500},
            {'M', 1000}
        };
        int res = 0;
        for (int i = 0; i < s.size(); i++) {
            if (i < s.size() - 1 && m[s[i]] < m[s[i+1]]) {
                res -= m[s[i]];
            } else {
                res += m[s[i]];
            }
        }
        return res;
    }
};

16. 最接近的三数之和（python）

给你一个长度为 n 的整数数组 nums 和一个目标值 target。请你从 nums 中选出三个整数，使它们的和与 target 最接近。

返回这三个数的和。

假定每组输入只存在恰好一个解。

示例 1：

输入：nums = [-1,2,1,-4], target = 1
输出：2
解释：与 target 最接近的和是 2 (-1 + 2 + 1 = 2) 。

示例 2：

输入：nums = [0,0,0], target = 1
输出：0

提示：

3 <= nums.length <= 1000
-1000 <= nums[i] <= 1000
-104 <= target <= 104

class Solution:
    def threeSumClosest(self, nums: List[int], target: int) -> int:
        nums.sort()
        n = len(nums)
        ans = float('inf')
        for i in range(n):
            left, right = i + 1, n - 1
            while left < right:
                sum = nums[i] + nums[left] + nums[right]
                if abs(sum - target) < abs(ans - target):
                    ans = sum
                if sum < target:
                    left += 1
                elif sum > target:
                    right -= 1
                else:
                    return target
        return ans

17. 电话号码的字母组合（python）

给定一个仅包含数字 2-9 的字符串，返回所有它能表示的字母组合。答案可以按任意顺序返回。

给出数字到字母的映射如下（与电话按键相同）。注意 1 不对应任何字母。

示例 1：

输入：digits = "23"
输出：["ad","ae","af","bd","be","bf","cd","ce","cf"]
示例 2：

输入：digits = ""
输出：[]
示例 3：

输入：digits = "2"
输出：["a","b","c"]

提示：

0 <= digits.length <= 4
digits[i] 是范围 ['2', '9'] 的一个数字。

class Solution:
    def letterCombinations(self, digits: str) -> List[str]:
        if not digits:
            return []
        mapping = {
            '2': 'abc',
            '3': 'def',
            '4': 'ghi',
            '5': 'jkl',
            '6': 'mno',
            '7': 'pqrs',
            '8': 'tuv',
            '9': 'wxyz'
        }
        res = []
        def backtrack(combination, next_digits):
            if not next_digits:
                res.append(combination)
            else:
                for letter in mapping[next_digits[0]]:
                    backtrack(combination + letter, next_digits[1:])
        backtrack('', digits)
        return res

24. 两两交换链表中的节点（C++）

给你一个链表，两两交换其中相邻的节点，并返回交换后链表的头节点。你必须在不修改节点内部的值的情况下完成本题（即，只能进行节点交换）。

示例 1：

输入：head = [1,2,3,4]
输出：[2,1,4,3]
示例 2：

输入：head = []
输出：[]
示例 3：

输入：head = [1]
输出：[1]

提示：

链表中节点的数目在范围 [0, 100] 内
0 <= Node.val <= 100

class Solution {
public:
    ListNode* swapPairs(ListNode* head) {
        ListNode* dummy = new ListNode(0);
        dummy->next = head;
        ListNode* p1 = dummy;
        ListNode* p2 = head;
        while (p2 && p2->next) {
            ListNode* next = p2->next->next;
            p1->next = p2->next;
            p2->next->next = p2;
            p2->next = next;
            p1 = p2;
            p2 = next;
        }
        return dummy->next;
    }
};

32. 最长有效括号（C++）

给你一个只包含 '(' 和 ')' 的字符串，找出最长有效（格式正确且连续）括号子串的长度。

示例 1：

输入：s = "(()"
输出：2
解释：最长有效括号子串是 "()"

示例 2：

输入：s = ")()())"
输出：4
解释：最长有效括号子串是 "()()"

示例 3：

输入：s = ""
输出：0

提示：

0 <= s.length <= 3 * 104
s[i] 为 '(' 或 ')'

class Solution {
public:
    int longestValidParentheses(string s) {
        stack<int> stk;
        stk.push(-1);
        int maxLen = 0;
        for(int i = 0; i < s.size(); i++) {
            if(s[i] == '(') {
                stk.push(i);
            } else {
                stk.pop();
                if(stk.empty()) {
                    stk.push(i);
                } else {
                    maxLen = max(maxLen, i - stk.top());
                }
            }
        }
        return maxLen;
    }
};

38. 外观数列（python）

给定一个正整数 n ，输出外观数列的第 n 项。

「外观数列」是一个整数序列，从数字 1 开始，序列中的每一项都是对前一项的描述。

你可以将其视作是由递归公式定义的数字字符串序列：

countAndSay(1) = "1"
countAndSay(n) 是对 countAndSay(n-1) 的描述，然后转换成另一个数字字符串。

前五项如下：

1.     1
2.     11
3.     21
4.     1211
5.     111221
第一项是数字 1 
描述前一项，这个数是 1 即 “ 一 个 1 ”，记作 "11"
描述前一项，这个数是 11 即 “ 二 个 1 ” ，记作 "21"
描述前一项，这个数是 21 即 “ 一 个 2 + 一 个 1 ” ，记作 "1211"
描述前一项，这个数是 1211 即 “ 一 个 1 + 一 个 2 + 二 个 1 ” ，记作 "111221"

要描述一个数字字符串，首先要将字符串分割为最小数量的组，每个组都由连续的最多 相同字符 组成。然后对于每个组，先描述字符的数量，然后描述字符，形成一个描述组。要将描述转换为数字字符串，先将每组中的字符数量用数字替换，再将所有描述组连接起来。

例如，数字字符串 "3322251" 的描述如下图：

示例 1：

输入：n = 1
输出："1"
解释：这是一个基本样例。

示例 2：

输入：n = 4
输出："1211"
解释：
countAndSay(1) = "1"
countAndSay(2) = 读 "1" = 一 个 1 = "11"
countAndSay(3) = 读 "11" = 二 个 1 = "21"
countAndSay(4) = 读 "21" = 一 个 2 + 一 个 1 = "12" + "11" = "1211"

提示：

1 <= n <= 30

class Solution:
    def countAndSay(self, n: int) -> str:
        if n == 1:
            return '1'
        prev = self.countAndSay(n-1)
        res = ''
        i = 0
        while i < len(prev):
            count = 1
            while i < len(prev)-1 and prev[i] == prev[i+1]:
                count += 1
                i += 1
            res += str(count) + prev[i]
            i += 1
        return res

40. 组合总和 II（C++）

给定一个候选人编号的集合 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 中的每个数字在每个组合中只能使用一次。

注意：解集不能包含重复的组合。

示例 1:

输入: candidates = [10,1,2,7,6,1,5], target = 8,
输出:
[
[1,1,6],
[1,2,5],
[1,7],
[2,6]
]
示例 2:

输入: candidates = [2,5,2,1,2], target = 5,
输出:
[
[1,2,2],
[5]
]

提示:

1 <= candidates.length <= 100
1 <= candidates[i] <= 50
1 <= target <= 30

class Solution {
public:
    vector<vector<int>> combinationSum2(vector<int>& candidates, int target) {
        vector<vector<int>> res;
        vector<int> path;
        sort(candidates.begin(), candidates.end()); // 对候选人编号集合进行排序
        backtrack(candidates, target, 0, path, res);
        return res;
    }

    void backtrack(vector<int>& candidates, int target, int start, vector<int>& path, vector<vector<int>>& res) {
        if (target == 0) { // 如果当前的数字和等于目标数，就将当前的组合加入结果集
            res.push_back(path);
            return;
        }
        for (int i = start; i < candidates.size() && candidates[i] <= target; i++) {
            if (i > start && candidates[i] == candidates[i-1]) continue; // 去重
            path.push_back(candidates[i]);
            backtrack(candidates, target-candidates[i], i+1, path, res); // 从当前数字的下一个位置开始继续回溯
            path.pop_back();
        }
    }
};

43. 字符串相乘（C++）

给定两个以字符串形式表示的非负整数 num1 和 num2，返回 num1 和 num2 的乘积，它们的乘积也表示为字符串形式。

注意：不能使用任何内置的 BigInteger 库或直接将输入转换为整数。

示例 1:

输入: num1 = "2", num2 = "3"
输出: "6"

示例 2:

输入: num1 = "123", num2 = "456"
输出: "56088"

提示：

1 <= num1.length, num2.length <= 200
num1 和 num2 只能由数字组成。
num1 和 num2 都不包含任何前导零，除了数字0本身。

class Solution {
public:
    string multiply(string num1, string num2) {
        int n1 = num1.size();
        int n2 = num2.size();
        vector<int> result(n1 + n2, 0);
        for (int i = n1 - 1; i >= 0; i--) {
            for (int j = n2 - 1; j >= 0; j--) {
                int mul = (num1[i] - '0') * (num2[j] - '0');
                int p1 = i + j, p2 = i + j + 1;
                int sum = mul + result[p2];
                result[p1] += sum / 10;
                result[p2] = sum % 10;
            }
        }
        string ans = "";
        for (int num : result) {
            if (!(ans.empty() && num == 0)) {
                ans += to_string(num);
            }
        }
        return ans.empty() ? "0" : ans;
    }
};

44. 通配符匹配（C++）

给你一个输入字符串 (s) 和一个字符模式 (p) ，请你实现一个支持 '?' 和 '*' 匹配规则的通配符匹配：

'?' 可以匹配任何单个字符。
'*' 可以匹配任意字符序列（包括空字符序列）。

判定匹配成功的充要条件是：字符模式必须能够 完全匹配 输入字符串（而不是部分匹配）。

示例 1：

输入：s = "aa", p = "a"
输出：false
解释："a" 无法匹配 "aa" 整个字符串。

示例 2：

输入：s = "aa", p = "*"
输出：true
解释：'*' 可以匹配任意字符串。

示例 3：

输入：s = "cb", p = "?a"
输出：false
解释：'?' 可以匹配 'c', 但第二个 'a' 无法匹配 'b'。

提示：

0 <= s.length, p.length <= 2000
s 仅由小写英文字母组成
p 仅由小写英文字母、'?' 或 '*' 组成

class Solution:
    def isMatch(self, s: str, p: str) -> bool:
        m, n = len(s), len(p)
        dp = [[False] * (n+1) for _ in range(m+1)]
        dp[0][0] = True
        for j in range(1, n+1):
            if p[j-1] == '*':
                dp[0][j] = dp[0][j-1]
        for i in range(1, m+1):
            for j in range(1, n+1):
                if p[j-1] == s[i-1] or p[j-1] == '?':
                    dp[i][j] = dp[i-1][j-1]
                elif p[j-1] == '*':
                    dp[i][j] = dp[i][j-1] or dp[i-1][j]
        return dp[m][n]

48. 旋转图像（C++）

给定一个 n × n 的二维矩阵 matrix 表示一个图像。请你将图像顺时针旋转 90 度。

你必须在原地旋转图像，这意味着你需要直接修改输入的二维矩阵。请不要 使用另一个矩阵来旋转图像。

示例 1：

输入：matrix = [[1,2,3],[4,5,6],[7,8,9]]
输出：[[7,4,1],[8,5,2],[9,6,3]]

示例 2：

输入：matrix = [[5,1,9,11],[2,4,8,10],[13,3,6,7],[15,14,12,16]]
输出：[[15,13,2,5],[14,3,4,1],[12,6,8,9],[16,7,10,11]]

提示：

n == matrix.length == matrix[i].length
1 <= n <= 20
-1000 <= matrix[i][j] <= 1000

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