LeetCode python實現題解(持續更新)

目錄

• LeetCode Python實現算法簡介
  • 0001 兩數之和
  • 0002 兩數相加
  • 0003 無重復字符的最長子串
  • 0004 尋找兩個有序數組的中位數
  • 0005 最長回文子串
  • 0006 Z字型變換
  • 0011 盛最多水的容器
  • 0015 三數之和
  • 0016 最接近的三數之和
  • 0026 刪除排序數組中的重復項
  • 0027 移除元素
  • 0031 下一個排列
  • 0033 搜索旋轉排序數組
  • 0034 在排序數組中查找元素的第一個和最后一個位置
  • 0035 搜索插入位置
  • 0039 組合總和
  • 0040 組合總和II
  • 0041 缺失的第一個正數

LeetCode Python實現算法簡介

邊刷邊記邊總結，歡迎討論與指導，持續更新

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0001 兩數之和

1. 初始化一個字典 numtarget（哈希表、散列表），用來存儲“若我需要 derta 湊成目標值，則應該尋找數組第 i 項”，即 numtarget[derta] = i

2. 從前至后遍歷數組，計算目標值 target 與當前整數 num 的差值 derta

3. 查找 numtarget ，若已有 derta 記錄則返回 i ，否則把 derta 與當前元素位置插入 numtarget

0002 兩數相加

1. 初始化一個鏈表 result ，只含有一個節點，賦值為零，用來存放計算和

2. 對 l1 和 l2 從表頭開始逐節點相加，有四種情況：

   • 不產生進位，且 l1 或 l2 有后繼節點，將無后繼節點鏈表表尾補零節點，繼續計算

   • 不產生進位，且 l1 和 l2 均無后繼節點，計算后結束

   • 產生進位，且 l1 或 l2 有后繼節點，將無后繼節點鏈表表尾補零節點，繼續計算，下一輪計算結果 +1

   • 產生進位，且 l1 和 l2 均無后繼節點，在result鏈表表尾補節點，取值為 1

0003 無重復字符的最長子串

1. 初始化兩個指針 a, b 指向第一個字符, 子串 substr, 表示指針 a， b 之間的子串，初始為空, 和最長子串長度 maxlen = 0

2. 將指針 b 逐個后移

   • 若 b 不在子串中，說明無重復字符，則將 b 加入 substr

   • 若 b 在子串中，則找到 substr 中 "b" 的位置 i， 將 a 移動到 i+1 的位置，更新子串substr

3. 指針 b 每后移一次，判斷一次當前子串長度 len(substr) 與 maxlen 的大小關系

0004 尋找兩個有序數組的中位數

暫略

0005 最長回文子串

可以暴力枚舉，可以使用中心擴展算法，但使用 manacher 算法可使時間復雜降低至 O(n)

1. 定義回文半徑數組 radius，最右回文邊界 r，最右回文邊界的對稱中心 c

2. 遍歷數組，有兩種情況：

   • 移動位置 i 在最大回文邊界 r 的右邊，那么以 i 為中心，向兩邊擴展，更新回文半徑數組 radius[i]，對稱中心 c = i

   • 移動位置 i 在最大回文邊界 r 的左邊或者在邊界上，定義 i' 為與 i 關於 c 對稱的點，il' 是以 i' 為中心的最長回文數組左邊界， cl 是以 c 為中心的最長回文數組左邊界。此時有三種情況：

     • i'l < cl，則位置 i 處的最長對稱半徑為 r - i + 1

     • i'l > cl，則位置 i 處的最長對稱半徑為 radius[i'l]

     • i'l = cl，則向最大回文邊界 r 向右擴展，更新最大回文邊界和對稱中心

3. 找到 radius 的最大值，推算子串

0006 Z字型變換

1. 若指定行數小於等於 1，直接返回原字符串

2. 將給定字符串 s 逐個寫入， toword 指示方向，當行數為 0 或者 numRows - 1 時反向

3. 按行拼接字符串

0011 盛最多水的容器

利用雙指針

1. 初始化兩個指針，分別指向數組頭尾，計算當前兩個數字的盛水面積

2. 調整數值較小的指針，當指針數字大於之前指針數字時，計算當前兩個數字的盛水面積，比較記錄更大值

3. 按照 2 中規則遍歷所有數字，得到最大值

0015 三數之和

兩種解體思路

• 輪流做中，即遍歷數組，然后簡化為兩數之和問題

• 雙指針，將數組排序后，利用雙指針遍歷，剪枝

0016 最接近的三數之和

與0015題類似，將判斷標准改變為三數之和與目標值的差值最小

0026 刪除排序數組中的重復項

雙指針法

1. 初始化兩個指針 i，j，起始位置都在數組頭部

2. 用 j 遍歷數組，若 nums[j] = nums[i]，跳過，若不相等，則令 nums[i] = nums[j]

0027 移除元素

雙指針法

1. 初始化兩個指針 i = -1，j = 0

2. 用 j 遍歷數組，若等於指定值則跳過，否則將值賦給指針 i

0031 下一個排列

1. 從后往前，找到第一個滿足 nums[i] > nums[i-1] 的數字

2. 在 nums[i:] 中，找到大於 nums[i-1] 的最小數字，交換兩數，此時 nums[i:] 為降序排列

3. 原地置逆 nums[i:]，此時即找到下一個排列

4. 若 1 中不存在滿足條件的數字，將整個數組原地置逆

0033 搜索旋轉排序數組

1. 要求時間復雜度為O(logn)，想到二分查找。取中間的元素 nums[m]

2. 若 nums[m] < nums[r]，則中間元素落在后半段。此時，若 nums[m] < target < nums[r]，則 target 在 nums[m] 右側，否則在左側

3. 若 nums[m] > nums[r]，則中間元素落在前半段。此時，若 nums[l] < target < nums[m]，則 target 在 nums[m] 左側，否則在右側

0034 在排序數組中查找元素的第一個和最后一個位置

1. 第一個二分查找，找到數組中是否存在 target ,有返回位置 numposition ，無返回 [-1, -1]

2. 在 numposition 左右分別二分查找，尋找開始位置和結束位置

0035 搜索插入位置

1. 二分查找，若找到 target ，則返回位置，否則執行第二步

2. 二分查找未果的最后一步時， 有 l = r = m，即左、右、中重合。因為數組是有序的，若 nums[m] > target, 則應在 m 處插入，否則在 m + 1 處插入

0039 組合總和

1. 將數組按非遞減排序

2. 假設某元素 num 已在組合中，那么組合中其它元素和為 target-num，則原問題分解為 n 個小問題，n 表示數組長度

3. 由於每個元素可重復使用，但組合不能重復，則根據排序后的數組，下一步迭代從元素自身位置開始，即忽略掉小於自身的元素，這部分元素若構成組合，應已經包含在本層迭代小於自身的元素組合中

0040 組合總和II

與0039類似，進一步剪枝，區別有兩點：

1. 每個元素不可重復，下一步迭代從下一個元素開始

2. 數組中可能有相同元素，因此同層元素相同時，剪枝

0041 缺失的第一個正數

使用常數級別的空間，意味着需要在對數組本身進行操作

1. 遍歷數組，把 nums 中，數值為 i 的值放在 i-1 的位置。比如，若 num[i] 取值在 0~i 之間，那么將位置 i 處的元素 num[i] 與 位置在 num[i] 處的元素 nums[nums[i]]交換位置，直到位置 i 處的元素取值不在 0~i 之間

2. 第二次遍歷數組，若 nums[i] != i + 1，則缺失的第一個正數為 i + 1