Python小白 Leetcode刷题历程 No.91-No.95 解码方法、反转链表Ⅱ、复原IP地址、二叉树的中序遍历、不同的二叉搜索树Ⅱ (有题干 有代码 有思路心得)

Python小白 Leetcode刷题历程 No.91-No.95 解码方法、反转链表Ⅱ、复原IP地址、二叉树的中序遍历、不同的二叉搜索树Ⅱ

写在前面:

作为一个计算机院的大学生,总觉得仅仅在学校粗略的学习计算机专业课是不够的,尤其是假期大量的空档期,作为一个小白,实习也莫得路子,又不想白白耗费时间。于是选择了Leetcode这个平台来刷题库。编程我只学过基础的C语言,现在在自学Python,所以用Python3.8刷题库。现在我Python掌握的还不是很熟练,算法什么的也还没学,就先不考虑算法上的优化了,单纯以解题为目的,复杂程度什么的以后有时间再优化。计划顺序五个题写一篇日志,希望其他初学编程的人起到一些帮助,写算是对自己学习历程的一个见证了吧。

有一起刷LeetCode的可以关注我一下,我会一直发LeetCode题库Python3解法的,也可以一起探讨。

觉得有用的话可以点赞关注下哦,谢谢大家!
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题解框架:

    1.题目,难度
    2.题干,题目描述
    3.题解代码(Python3(不是Python,是Python3))
    4.或许有用的知识点(不一定有)
    5.解题思路
    6.优解代码及分析(当我发现有比我写的好很多的代码和思路我就会写在这里)

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No.91.解码方法

难度:中等
题目描述:


Python小白 Leetcode刷题历程 No.91-No.95 解码方法、反转链表Ⅱ、复原IP地址、二叉树的中序遍历、不同的二叉搜索树Ⅱ (有题干 有代码 有思路心得)_第1张图片
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题解代码(Python3.8)

class Solution:
    def numDecodings(self, s: str) -> int:
        l = len(s)
        dp = [0]*l
        if s[0] == '0':
            return 0
        else:
            dp[0] = 1
        if l == 1:
            return dp[-1]
        if s[1] != '0':
            dp[1] += 1
        if 10 <= int(s[:2]) <=26:
            dp[1] += 1
        
        for i in range(2,l):
            if s[i-1:i+1] == '00':
                return 0
            if s[i] != '0':
                dp[i] += dp[i-1]
            if 10 <= int(s[i-1:i+1]) <= 26:
                dp[i] += dp[i-2]
        return dp[-1]

或许有用的知识点:
这道题要用到动态规划的方法。

解题思路:
这道题是求解法总数的问题,我们可以使用动态规划的方法。套用动态规划算法的模板,对于这道题,令dp[i]为字符串到第i位的解码方法总数,则动态规划的三要素为:
状态:
如果连续出现两个‘0’,则无法解码,return 0;如果该位为不是‘0’,该位的解码数和上一位相同;如果该位和上一位属于[1,26],上一位之前的数字独立合法,即该位的解码数再增加上上位的解码数。
状态转移方程:
if s[i-1:i+1] == '00': return 0
if s[i] != '0': dp[i] += dp[i-1]
if 10 <= int(s[i-1:i+1]) <= 26: dp[i] += dp[i-2]
边界条件:
if s[0] == '0': return 0
else: dp[0] = 1
if l == 1: return dp[-1]
if s[1] != '0': dp[1] += 1
if 10 <= int(s[:2]) <=26: dp[1] += 1

No.92.反转链表Ⅱ

难度:中等
题目描述:


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题解代码(Python3.8)

class Solution:
    def reverseBetween(self, head: ListNode, m: int, n: int) -> ListNode:
        dummy = ListNode(-1)
        dummy.next = head
        pre = dummy
        for _ in range(m-1):
            pre = pre.next
        start = pre.next
        tail = start.next
        for _ in range(n-m):
            start.next = tail.next
            tail.next = pre.next
            pre.next = tail
            tail = start.next
        return dummy.next

或许有用的知识点:
这道题要用到双指针思想的变式,多指针思想,利用三个指针实现链表部分的翻转。

解题思路:
用三个指针,进行插入操作。例如:1->2->3->4->5->NULL, m = 2, n = 4,将节点3插入节点1和节点2之间,变成: 1->3->2->4->5->NULL;再将节点4插入节点1和节点3之间,变成:1->4->3->2->5->NULL,实现翻转的效果。

No.93.复原IP地址

难度:中等
题目描述:


在这里插入图片描述

题解代码(Python3.8)

class Solution:
    def restoreIpAddresses(self, s: str) -> List[str]:
        res = []
        l = len(s)

        def backtrack(i,tmp,flag):
            if i == l and flag == 0:
                res.append(tmp[:-1])
                return
            if flag < 0:
                return
            for j in range(i,i+3):
                if j < l:
                    if i == j and s[j] == '0':
                        backtrack(j+1,tmp+s[j]+'.',flag-1)
                        break
                    if 0 < int(s[i:j+1]) <= 255:
                        backtrack(j+1,tmp+s[i:j+1]+'.',flag-1)
        
        backtrack(0,'',4)
        return res

或许有用的知识点:
这道题要用到回溯算法。

解题思路:
这道题要求返回所有可能的IP地址形式,所以要用到回溯算法。套用回溯算法的模板,则回溯函数的三个组成部分分别为:
1.回溯出口:因为要将IP地址分成四个部分,令初始Flag值为4,确定一个部分Flag减一,当i==l and Flag==0时,res.append(tmp[:-1])并返回(当Flag<0直接返回)。
2.回溯主体:在j属于[i,i+3)且j 3.状态返回:因为回溯的过程并没有改变全局变量,所以不需要状态返回。

No.94.二叉树的中序遍历

难度:中等
题目描述:


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题解代码(Python3.8)

class Solution:
    def inorderTraversal(self, root: TreeNode) -> List[int]:
        res = []
        def Traversal(root):
            if not root:
                return
            Traversal(root.left)
            res.append(root.val)
            Traversal(root.right)
        Traversal(root)
        return res

或许有用的知识点:
这道二叉树的题我们可以使用递归的方法。
这道二叉树的题我们还可以用迭代+栈的方法。
中序遍历可以理解为将整个数从左到右输出,具体定义如下:

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解题思路:
上面的题解是运用了递归的方法,设置一个递归函数,将整个树从左到右输出。

优解代码及分析:
优解代码(Python3.8)

class Solution:
    def inorderTraversal(self, root: TreeNode) -> List[int]:
        res = []
        stack = []
        p = root
        while p or stack:
            while p:
                stack.append(p)
                p = p.left
            p = stack.pop()
            res.append(p.val)
            p = p.right
        return res 

分析:
这道题我们运用了迭代+栈的方法,创建一个栈,先将左子树压入栈中,通过输出栈顶元素,将整个树从左到右输出。

No.95.不同的二叉搜索树Ⅱ

难度:中等
题目描述:


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题解代码(Python3.8)

class Solution:
    def generateTrees(self, n: int) -> List[TreeNode]:
        if n == 0:
            return []
        
        import functools
        @functools.lru_cache
        def recursion(start,end):
            res = []
            if start >end:
                res.append(None)
            for val in range(start,end+1):
                for left in recursion(start,val-1):
                    for right in recursion(val+1,end):
                        root = TreeNode(val)
                        root.left = left
                        root.right = right
                        res.append(root)
            return res

        return recursion(1,n)

或许有用的知识点:
这其实是缓存+递归的方式,原理和动态规划一样。要用到functools.lru_cache装饰器。

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解题思路:
这道题是求对于1-n为节点的二叉树的所有结构,我们用缓存+递归的方式,动态规划的原理,使用functools.lru_cache装饰器,进行高效的动态规划(自顶向下)。先特判,若start>end, res.append(None) ;之后遍历1-n,找的一个节点值val,再通过递归函数找到这个节点的left和right,将这种结构输入进结果res即可。

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