秒殺劍指offer系列(41-50)

Simon郎發表於2020-09-24

目錄

40、陣列中只出現一次的數字

題目:一個整型陣列裡除了兩個數字之外,其他的數字都出現了兩次。請寫程式找出這兩個只出現一次的數字

思路:這道題最簡單的思路就是用雜湊查詢

  • 雜湊查詢

遍歷陣列,以陣列中的值為key、出現次數為value構建Map,構建完成後,查詢map獲取出現次數為1為1的key值分別放入num1[0]和num2[0]

程式碼實現

//num1,num2分別為長度為1的陣列。傳出引數
//將num1[0],num2[0]設定為返回結果
import java.util.HashMap;
import java.util.Iterator;
import java.util.Map;
public class Solution {
    public void FindNumsAppearOnce(int [] array,int num1[] , int num2[]) {
        Map<Integer,Integer> map=new HashMap<>();
        for(int i=0;i<array.length;i++){
            if(map.containsKey(array[i])){
                map.put(array[i],2);
            }else{
                map.put(array[i],1);
            }
            
        }
        //遍歷map陣列,查詢
        for(int i=0;i<array.length;i++){
            if(map.get(array[i])==1){
                if(num1[0]==0){
                    num1[0]=array[i];
                }else{
                    num2[0]=array[i];
                }
            }
        }
    }
}

41、和為S的連續正數序列

題目:小明很喜歡數學,有一天他在做數學作業時,要求計算出9~16的和,他馬上就寫出了正確答案是100。但是他並不滿足於此,他在想究竟有多少種連續的正數序列的和為100(至少包括兩個數)。沒多久,他就得到另一組連續正數和為100的序列:18,19,20,21,22。現在把問題交給你,你能不能也很快的找出所有和為S的連續正數序列? Good Luck!

輸出所有和為s的連續正數序列。序列內部從小到大的順序,序列間按照開始數字從小到大的順序。

假設sum=10,滿足的是(1,2,3,4),(1,4,5)不滿足

思路

窮舉法會首先確定起始數字,然後以該數字為起點,遞增求和,直到求和值滿足sum。

程式碼

import java.util.ArrayList;
public class Solution {
    public ArrayList<ArrayList<Integer> > FindContinuousSequence(int sum) {
       ArrayList<ArrayList<Integer>> result=new ArrayList<ArrayList<Integer>>();
      for(int i=1;i<sum;i++){
          int temp=0;
          int j=i;
          while(temp<sum){
              temp+=j;
              j++;
          }
          if(temp==sum){
              ArrayList<Integer> list=new ArrayList<Integer>();
              for(int k=i;k<j;k++)
                  list.add(k);
              result.add(list);
          }
      }
        return result;
    }
}

42、和為S的兩個數字

題目:輸入一個遞增排序的陣列和一個數字S,在陣列中查詢兩個數,使得他們的和正好是S,如果有多對數字的和等於S,輸出兩個數的乘積最小的。

輸出描述:對應每個測試案例,輸出兩個數,小的先輸出

思路:這道題可以利用雙指標法來解決,特別注意的是題幹中有一個誤導資訊,即“如果多對數字的和等於S,輸出兩個數的乘積最小”,事實上,當且僅當最外層的的兩個數乘積最小,我們來推導下

假設a+b=s,(a-m)+(b+m)=s

則(a-m)(b+m)=ab-(b-a)m-m*m<ab,這表明了外層乘積最小

​ 因此,我們可以定義兩個指標來解決這個問題

  • left指向陣列的頭,right指向陣列的尾
  • 如果兩者之和total大於sum,則right–
  • 如果兩者之和total小於sum,則left++

程式碼實現

import java.util.ArrayList;
public class Solution {
    public ArrayList<Integer> FindNumbersWithSum(int [] array,int sum) {
        ArrayList<Integer> result=new ArrayList<>();
        if(array==null||array.length<2){
            return result;
        }
        int left=0;
        int right=array.length-1;
        while(left<right){
            if(array[left]+array[right]==sum){
                result.add(array[left]);
                result.add(array[right]);
                return result;
            }
            if(array[left]+array[right]<sum){
                left++;
            }
            if(array[left]+array[right]>sum){
                right--;
            }
            
        }
        return result;
    }
}

43、左旋轉字串

題目描述:組合語言中有一種移位指令叫做迴圈左移(ROL),現在有個簡單的任務,就是用字串模擬這個指令的運算結果。對於一個給定的字元序列S,請你把其迴圈左移K位後的序列輸出。例如,字元序列S=”abcXYZdef”,要求輸出迴圈左移3位後的結果,即“XYZdefabc”。是不是很簡單?OK,搞定它!

思路:這道題思路比較簡單,因為題目中已經給定了左移的位置,所以我們只需要根據位置K拆分成兩個陣列,利用substring()函式分別對這兩個陣列進行資料填充,將最終的結果合併到一個陣列即可。

程式碼實現

public class Solution {
    public String LeftRotateString(String str,int n) {
        if(str==null||str.length()==0||n<0){
            return "";
        }
       StringBuffer sb1=new StringBuffer(str.substring(0,n));
       StringBuffer sb2=new StringBuffer(str.substring(n,str.length()));
        sb2.append(sb1);
        return sb2.toString();
    }
}

44、翻轉單詞順序列(44)

題目描述:牛客最近來了一個新員工Fish,每天早晨總是會拿著一本英文雜誌,寫些句子在本子上。同事Cat對Fish寫的內容頗感興趣,有一天他向Fish借來翻看,但卻讀不懂它的意思。例如,“student. a am I”。後來才意識到,這傢伙原來把句子單詞的順序翻轉了,正確的句子應該是“I am a student.”。Cat對一一的翻轉這些單詞順序可不在行,你能幫助他麼?

思路:有兩種思路

思路1:

使用最原始的方法,兩次翻轉,並且所有操作自己來。也是書上的寫法。先翻轉整個字串,並用兩個指標變數記錄某個單詞的首尾,去尋找空格,當尾部碰到空格,就說明現在記錄的範圍內的單詞需要再翻轉,翻轉過後,重新維護兩個指標。

思路2

使用庫函式

程式碼1

public class Solution {
  public String ReverseSentence(String str) {
        if (str == null || str.length() == 0)
            return str;
        char[] arr = str.toCharArray();//轉換成字元陣列
        reverse(arr, 0, arr.length - 1);//先全部翻轉一次
        int start = 0;//指向單詞第一個字母
        int end = 0;//指向單詞最後一個字母
        while (start < arr.length) {
            if (arr[start] == ' ') {
           //如果start指向的是空格,就換下一個,因為指標要指向的是單詞。
                start++;
                end++;
            } else if (end == arr.length || arr[end] == ' ') {
            //要麼尾部是空格,要麼end剛剛超過陣列最後一個角標,這兩種情況就應該翻轉了
            //end之所以會超過最後角標,是因為當最後一個字元不是空格時,會讓end++,所以會越界
                reverse(arr, start, end-1);
            //翻轉後,應該重新記錄下個單詞,因此更新end和start。
                end++;
                start = end;//這句和上一句可以寫成start = ++end;
            } else {
            //到這裡就說明,start指的不是空格,end也指的不是空格,說明是正常單詞,end++即可
                end++;
            }    
        }
        return String.valueOf(arr);
    }
    private void reverse(char[] arr, int begin, int end){
        while(begin<end){
           char temp = arr[begin];
           arr[begin] = arr[end];
           arr[end] = temp;
           begin++;
           end--;
        }
    }
}

程式碼2

public class Solution {
    public String ReverseSentence(String str) {
        StringBuffer sb = new StringBuffer("");
        if(str.length() <= 0 || str.trim().equals("")){//需要將多個空格的情況考慮進來
            return str;
        }
        String[] strSet = str.split(" ");//將一個字串分成多個後,裝陣列裡,效率沒解法1高
        int length = strSet.length;
        for(int i = length-1; i > 0 ;i--){
            sb.append(strSet[i]+" ");//從尾部新增就可以保證順序顛倒了
        }
        sb.append(strSet[0]);//寫在外面是因為最後一個新增的不用新增空格了。
        return sb.toString();
    }
}

45、撲克牌順子

題目描述:LL今天心情特別好,因為他去買了一副撲克牌,發現裡面居然有2個大王,2個小王(一副牌原本是54張_)…他隨機從中抽出了5張牌,想測測自己的手氣,看看能不能抽到順子,如果抽到的話,他決定去買體育彩票,嘿嘿!!“紅心A,黑桃3,小王,大王,方片5”,“Oh My God!”不是順子…LL不高興了,他想了想,決定大\小 王可以看成任何數字,並且A看作1,J為11,Q為12,K為13。上面的5張牌就可以變成“1,2,3,4,5”(大小王分別看作2和4),“So Lucky!”。LL決定去買體育彩票啦。 現在,要求你使用這幅牌模擬上面的過程,然後告訴我們LL的運氣如何, 如果牌能組成順子就輸出true,否則就輸出false。為了方便起見,你可以認為大小王是0。

思路:這道題可以採用排序+遍歷的方式來解決,首先對numbers陣列排序,排序後的陣列可能會存在以下情況

  • 情況1

陣列中不包含大小王(0),這時,我們只需要保證相鄰元素的差值為1即可

  • 情況2

陣列中包含大小王,我們先將陣列中為0元素進行計數,因為0可以充當任意數,所以我們計算除0元素外的所有相鄰元素的差值和diff,當0元素個數zero>=diff,滿足順子條件

程式碼

import java.util.Arrays;
public class Solution {
    public boolean isContinuous(int [] numbers) {
       if(numbers==null||numbers.length==0){
           return false;
       }
        int zero=0;
        int diff=0;
        Arrays.sort(numbers);
        for(int i=numbers.length-1;i>=0;i--){
            if(numbers[i]==0){
                zero=i+1;
                break;
            }
            if(i-1>=0&&numbers[i]==numbers[i-1]){
                return false;
            }
            if(i-1>=0&&numbers[i-1]!=0){
                diff+=(numbers[i]-numbers[i-1]-1);
            }
        }
        if(zero>=diff){
            return true;
        }
        return false;
    }
}

46、孩子們的遊戲(圓圈中剩下的數)

題目描述:每年六一兒童節,牛客都會準備一些小禮物去看望孤兒院的小朋友,今年亦是如此。HF作為牛客的資深元老,自然也準備了一些小遊戲。其中,有個遊戲是這樣的:首先,讓小朋友們圍成一個大圈。然後,他隨機指定一個數m,讓編號為0的小朋友開始報數。每次喊到m-1的那個小朋友要出列唱首歌,然後可以在禮品箱中任意的挑選禮物,並且不再回到圈中,從他的下一個小朋友開始,繼續0…m-1報數…這樣下去…直到剩下最後一個小朋友,可以不用表演,並且拿到牛客名貴的“名偵探柯南”典藏版(名額有限哦!!_)。請你試著想下,哪個小朋友會得到這份禮品呢?(注:小朋友的編號是從0到n-1) 。如果沒有小朋友,請返回-1

思路:這道題的思路可以用陣列來模擬環,當喊道m小朋友時,就將該陣列下標內的元素設定為-1,同時總人數-1,喊數過程中跳過元素值為-1的陣列下標,直至最後一個。

程式碼

public class Solution {
    public int LastRemaining_Solution(int n, int m) {
      if(n==0||m==0) return -1;
       int[] arr=new int[n];
        int i=-1;int count=n;int step=0;
        while(count>0){
            i++;
            if(i>=n) i=0;
            if(arr[i]==-1) continue;
            step++;
            if(step==m){
                arr[i]=-1;
                step=0;
                count--;
            }
        }
      return i;
    }
}

47、求1+2+3+4+…n

題目描述:求1+2+3+…+n,要求不能使用乘除法、for、while、if、else、switch、case等關鍵字及條件判斷語句(A?B:C)

思路:這道題剛開始採用遞迴運算,但是出現if語句,所以換成&&運算子。

程式碼

public class Solution {
    public int Sum_Solution(int n) {
         if(n==1) return n;
        return n+Sum_Solution(n-1);
    }
}

48、不做加減乘除做加法

題目:寫一個函式,求兩個整數之和,要求在函式體內不得使用+、-、*、/四則運算子號

思路:因為不讓使用+、-、*、/,所以使用二進位制移位的方法來進行

  • 兩個數異或^:相當於每一位相加,而不考慮進位;
  • 兩個數相與,並左移一位:相當於求得進位

例子

首先看十進位制是如何做的: 5+7=12,三步走 ,第一步:相加各位的值,不算進位,得到2。 第二步:計算進位值,得到10. 如果這一步的進位值為0,那麼第一步得到的值就是最終結果。 第三步:重複上述兩步,只是相加的值變成上述兩步的得到的結果2和10,得到12。

同樣我們可以用三步走的方式計算二進位制值相加: 5-101,7-111 第一步:相加各位的值,不算進位,得到010,二進位制每位相加就相當於各位做異或操作,101^111。 第二步:計算進位值,得到1010,相當於各位做與操作得到101,再向左移一位得到1010,(101&111)<<1。 第三步重複上述兩步, 各位相加 010^1010=1000,進位值為100=(010&1010)<<1。 繼續重複上述兩步:1000^100 = 1100,進位值為0,跳出迴圈,1100為最終結果。

程式碼

public class Solution {
    public int Add(int num1,int num2) {
        while(num2!=0){
            int sum=num1^num2;
            int carry=((num1&num2)<<1);
            num1=sum;
            num2=carry;
        }
        return num1;
    }
}

49、將字串轉換成整數

題目:將一個字串轉換成一個整數,要求不能使用字串轉換整數的庫函式。 數值為0或者字串不是一個合法的數值則返回0

  • 輸入描述

輸入一個字串,包括數字字母符號,可以為空

  • 輸出描述

如果是合法的數值則返回該數字,否則返回0

思路:這道題的重點是在於輸入值與int型別的的邊界條件的比較[231-1,-231]。

  • 當輸入值的為正數時,輸入值>231-1,就輸出231-1,否則按正常輸出
  • 當輸入值為負數時,輸入值<-231,就輸出-231,否則按正常輸出
public class Solution {
    public int StrToInt(String str) {
       if (str.equals("") || str.length() == 0)
            return 0;
        char[] a = str.toCharArray();
        int fuhao = 0;
        if (a[0] == '-')
            fuhao = 1;
        int sum = 0;
        for (int i = 0; i < a.length; i++)
        {
            if (a[i] == '+'||a[i]=='-')
                continue;
            if (a[i] < 48 || a[i] > 57)
                return 0;
            sum = sum * 10 + a[i] - 48;
        }
        if(fuhao==0){
            if(sum>Integer.MAX_VALUE){
                sum=Integer.MAX_VALUE;
            }
        }
        else{
            sum=sum*-1;
            if(sum<(Integer.MAX_VALUE+1)*-1){
                sum=(Integer.MAX_VALUE+1)*-1;
            }
        }
        return sum;
    }
}

50、陣列中重複的數字

題目描述:在一個長度為n的陣列裡的所有數字都在0到n-1的範圍內。陣列中某些數字是重複的,但不知道有幾個數字是重複的。也不知道每個數字重複幾次。請找出陣列中任意一個重複的數字。例如,如果輸入長度為7的陣列{2,3,1,0,2,5,3},那麼對應的輸出是第一個重複的數字2。

思路:這道題可以有兩種思路,一種可以使用陣列,另外一種是使用set

  • 使用陣列

對陣列中的元素先進行排序,然後迴圈比較兩兩元素的值是否相等,相等則將元素賦值dumpliate返回

  • 使用set

將陣列中的元素新增大HashSet中,使用contains方法判斷set中是否存在相等的元素

程式碼

import java.util.Set;
import java.util.HashSet;
public class Solution {
    // Parameters:
    //    numbers:     an array of integers
    //    length:      the length of array numbers
    //    duplication: (Output) the duplicated number in the array number,length of duplication array is 1,so using duplication[0] = ? in implementation;
    //                  Here duplication like pointor in C/C++, duplication[0] equal *duplication in C/C++
    //    這裡要特別注意~返回任意重複的一個,賦值duplication[0]
    // Return value:       true if the input is valid, and there are some duplications in the array number
    //                     otherwise false
    public boolean duplicate(int numbers[],int length,int [] duplication) {
        if(numbers==null || length<=0){
            return false;
        }
        Set<Integer> set=new HashSet<>();
        for(int i=0;i<length;i++){
            if(set.contains(numbers[i])){
                duplication[0]=numbers[i];
                return true;
            }
            else{
                set.add(numbers[i]);
            }
        }
        return false;
    }
}

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