力扣学习day4

1.学习目标

1.争取在2021年2月底刷完力扣10%题目。
2.从零开始学习C，C++，python。
3.用多种方法写出解题思路，以及理解代码。

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2.意外收获

看到一位前辈总结的一些资料，感觉很有帮助，所以分享给大家。
网址地址：https://github.com/youngyangyang04/leetcode-master

3.学习内容：

3.1 leetcode18

18. 四数之和

（1）题目

给定一个包含 n 个整数的数组 nums 和一个目标值 target，判断 nums 中是否存在四个元素 a，b，c 和 d ，使得 a + b + c + d 的值与 target 相等？找出所有满足条件且不重复的四元组。

注意：

答案中不可以包含重复的四元组。

（2）思考

方法还是排序+双指针，以后无论多少之数之和都可以用这个方法，两数之和的话哈希法最快，但双指针也是可行的。

首先排序，然后确定i，j的位置，在i，j的右端开始遍历。遍历思路还是一个L，一个R分别指向max(i，j)+1，和最右端，再往根据target-sum的差值往中心取值。因为（i，j）的遍历时间复杂度为O（n^2） ，而（L,R）的遍历时间复杂度为O(n)，所以总体的时间复杂度就为O(n^3)。

往深处思考，这类题目都是相同的算法，区别在于对基本值的遍历，假设是n数之和，则外轮有n-2次循环，把除确认（L,R）的所有可能都计算一遍。虽然我觉得可能还有更优秀的算法，但那需要更严谨的数学思考，但对于现阶段的我来说就算了。

3.2 leetcode19

19. 删除链表的倒数第 N 个结点

（1）题目

给你一个链表，删除链表的倒数第 n 个结点，并且返回链表的头结点。

进阶：你能尝试使用一趟扫描实现吗？

（2）思考

换知识点了，这是对链表操作的考察。还是使用双指针吧，设置两个指针first和second，其中first=head，second->next=head，为了方便返回头节点，存储下当前的second。接着使用first遍历n次,second也随着遍历，当first指向第n个节点的时候，second指向n-1个节点，这时只要second->next=second->next->next即可删除，然后再把first节点free掉，返回之前存储的头节点即可。

第一次做的时候看错题目了，以为是删除顺序第n个节点，结果没注意到是倒数第n个。不过还是用双指针法，但是对初始条件的first和second做处理，first指向头节点，second指向first后的第n个节点，如果为NULL，则直接返回错误。然后两个指针一起遍历移动，直到second->next=NULL，则删除first这个节点。

但是要注意的是，不要弄错了first和second的相对位置，否则容易删错位置。

（2/25订正）

此外，这道题我看到一个大佬写的牛逼递归算法，当时还想了下可行性。然后真的是牛逼。

（3）递归算法代码

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode() : val(0), next(nullptr) {}
 *     ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}
 *     ListNode(int x, ListNode *next) : val(x), next(next) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    int cur=0;
    ListNode* removeNthFromEnd(ListNode* head, int n) {
       if(!head) return NULL;
       head->next = removeNthFromEnd(head->next,n);
       cur++;
       if(n==cur) return head->next;
       return head;
    }
};

3.3 leetcode 20

20. 有效的括号

（1）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。

（2）思考

CSP和面试常考题目，方法就是使用栈，对于C语言选手来说，只能写个数组，然后自己编写下入栈，出栈操作。假设检测字符为（或{则入栈，遇到），}则出栈，如果出栈时判断不匹配，则无效字符串。假设，字符串已经为空，但是检测栈中元素不为0，则字符串无效。

3.4 leetcode 21

21. 合并两个有序链表

（1）题目

将两个升序链表合并为一个新的 升序 链表并返回。新链表是通过拼接给定的两个链表的所有节点组成的。

（2）思考

通常作为选择题来进行出题，考察时间复杂度和空间复杂度。我的思路也很简单，因为本身就是升序链表，因此只需要依次遍历即可，每次遍历小的则加入到新的链表当中，然后指针后移，直到链表为空。这种简单算法的时间复杂度和空间复杂度均为O(m+n)，m,n分别是两个链表的长度。

3.5 leetcode 22

22. 括号生成

（1）题目

数字 n 代表生成括号的对数，请你设计一个函数，用于能够生成所有可能的并且 有效的 括号组合。

（2）思考

感觉思路还是很清晰，但是代码动手起来有点不知所措，考点应该时回溯法。根据我的经验，C语言用递归很容易奔溃，只要层数大起来，就会栈溢出。

首先输入只有"(“和”)"，我们按从左到右的顺序输入，因为只有两个选择，所以脑海里可以很容易的想到二叉树的图形。

那么我们简单以二叉树为例，左子树表示输入左括号，右子树输入右括号。且制定一个规则来结束不规则的括号组合，当右括号数量大于左括号时停止进行剪枝；另一种情况就是当左括号数量大于n时停止剪枝。

回溯法也是重点考察的地方，还要注意和递归的区别之处，我感觉这也是我之后学习的地方之一。

这是我看到的一个最容易懂的代码，很有借鉴意义。

class Solution(object):
    def generateParenthesis(self, n):
        """
        :type n: int
        :rtype: List[str]
        """
        res = []
        self.dfs(res, n, n, '')
        return res
        
    def dfs(self, res, left, right, path):
        if left == 0 and right == 0:
            res.append(path)
            return
        if left > 0:
            self.dfs(res, left - 1, right, path + '(')
        if left < right:
            self.dfs(res, left, right - 1, path + ')')

3.6 leetcode 23

23. 合并K个升序链表

（1）题目

给你一个链表数组，每个链表都已经按升序排列。

请你将所有链表合并到一个升序链表中，返回合并后的链表。

（2）官方解答

照搬下官方的思路，因为这道题我也曾在面试的时候被问及过，感觉十分有纪念价值。

在解决「合并K个排序链表」这个问题之前，我们先来看一个更简单的问题：如何合并两个有序链表？假设链表 aa 和 bb 的长度都是 nn，如何在 O(n)O(n) 的时间代价以及 O(1)O(1) 的空间代价完成合并？ 这个问题在面试中常常出现，为了达到空间代价是 O(1)O(1)，我们的宗旨是「原地调整链表元素的 next 指针完成合并」。

先我们需要一个变量 head 来保存合并之后链表的头部，你可以把 head 设置为一个虚拟的头（也就是 head 的 val 属性不保存任何值），这是为了方便代码的书写，在整个链表合并完之后，返回它的下一位置即可。

我们需要一个指针 tail 来记录下一个插入位置的前一个位置，以及两个指针 aPtr 和 bPtr 来记录 aa 和 bb 未合并部分的第一位。注意这里的描述，tail 不是下一个插入的位置，aPtr 和 bPtr 所指向的元素处于「待合并」的状态，也就是说它们还没有合并入最终的链表。 当然你也可以给他们赋予其他的定义，但是定义不同实现就会不同。

当 aPtr 和 bPtr 都不为空的时候，取 val 熟悉较小的合并；如果 aPtr 为空，则把整个 bPtr 以及后面的元素全部合并；bPtr 为空时同理。

在合并的时候，应该先调整 tail 的 next 属性，再后移 tail 和 *Ptr（aPtr 或者 bPtr）。那么这里 tail 和 *Ptr 是否存在先后顺序呢？它们谁先动谁后动都是一样的，不会改变任何元素的 next 指针。

4.感想

之前做题没有方向感觉收效不大，今天找到大佬的学习总结，感觉可以借鉴下学习顺序。另外，因为最近还要看相关深度学习和面试技巧，打算之后的力扣学习以专题为主。